@darkExistence
darkExistence schrieb:Auf Nachfrage gerne mehr dazu, das Thema macht Kopfschmerzen..
Chaos des Entropiebegriffs.
Hallo @DarkExistence.
Wahrlich die Beschäftigung mit der Entropie, gerade für interessierte Laien, kann schon zu sowas ähnlichem wie Kopfschmerzen führen. Deshalb möchte ich ganz allgemein, bevor die Disskusion weitergeht, hier nochmal versuchen etwas "Klarheit" hineinzubringen, soweit meine laienhaften Vorstellungen dazu ausreichen.
1.Entropie kann als Mass für max. Unordnung betrachtet werden.Das Problem bei Nutzung der Begriffe Ordnung oder Unordnung besteht aber imo darin, das jeder sich je etwas anderes drunter Vorstellen könnte. (Siehe auch mein PN an Dich)
Unordnung bzgl. Entropie wird zB. nicht "alleine" durch die Verteilung von Energien/Partikeln im Raum bestimmt. ---> Was anfangs schön Dicht gedrängt (Homogen) auf einem Haufen, in einem Raum mit einem "temporär begrenzten Anfangs-Volumen"(Urplasma), liegt, muss deshalb nicht "wesentlich unordentlicher" werden weil es sich im Verlauf einer Expansion, in ein grösseres Raumvolumen verteilt. Schon gar wenn die Verteilung/Expansion nur eine "gleichmässig räumliche" Abstands-Änderung der Partikel/Energien bewirkt, wird die darauf folgende Struktur eine sehr ähnliche "strukturelle Homogentität" und somit Ordnung aufweisen/beibehalten, wie im anfänglich betrachteten Zustand.
Für unser tägliches Verständnis kann es aber bereits einer "hohen Unordnung" entsprechen, wenn die Partikel, die sich anfangs an diesem überschaubaren Ort befanden, nun unüberschaubar auf weit grösserem Raumvolumen verteilt sind. Der Gedanke der Entropie fundiert aber auf ein Mass "höchst möglicher Unordnung", deshalb kann die alltägliche Auffassung für Ordnung/Unordnung bzgl. Entropie, ersteinmal irreführend sein, bzw. sie ist meist nicht aussagekräftig genug um uns das tatsächlich geforderte höchste Mass für Unordnung, bzw. derer Komplexität zu vermitteln.
Als Beispiel eine Darstellung möglich starker "Entropie-Variationen" der Urplasma-Energie-Materie-Partikel nach dem Urknall.
![HB10QoyD](/i/ttgMZ1i_HB10QoyD.jpg)
Bild bei Focus siehe Link.
Die obige Darstellung "ohne Gravitation", die manche Überlegungen zur Entropie bis in die Neuzeit beherrschte, gibt uns ein gutes Beispiel für die "unzureichende Auffassung möglicher Unordnug" und zeigt wie wichtig es war, die Auffassung zur Unordnung bzgl. der Entropie zu erweitern.
Diese Vergleich mag zunächst Trivial erscheinen, doch ich zitiere aus....
http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/bdw/tid-8337/entropie_aid_229970.html:
Der homogene Feuerball des frühen Universums besitzt keine hohe, sondern eine sehr niedrige Entropie! Denn in der Bilanz darf die Schwerkraft nicht vernachlässigt werden, was lange nicht erkannt wurde.
(Natürlich besass das Urplasma damals eine extrem hohe Entropie ....in Relation)
((Hier wird sich Darmstadtium natürlich freuen, versuchte er doch nichts anderes zu erklären, als das die Entropie des UK-Plasmas in Relation geringer war als die heutig anzunehmende und ua. deswegen von einer stets ansteigenden Entropie zu sprechen ist. Doch so einfach ist es auch wieder nicht, ua. da diese Aussage nur insofern gültig ist, wenn es sich beim Universum um ein "abgeschlossenes System*" handelt. (heutiger Mainstream*) und noch ein paar kleinigkeiten...
Dazu vlt.später...
Abschliessend 1., die Auffassung der Ordnung.Wie wir gesehen haben spielt die Inflation, also die räumliche Expansion des Unversums, mithin eine wichtige Rolle um den Entropiebegriff zu analysieren, denn selbst wenn wir die Gravitation erst einmal weglassen, sorgt die Expansion für "erste Faktoren", schrittweise die E-Unordnung des Systems zu erhöhen. Während folgend die Gravitation zur weiteren Variation der Unordnung beiträgt. He moment mal, in unserer alltäglichen Auffassung hat die Gravitation im Grunde doch eine ordnende Funktion!?
All die kleinen Partikel die durch die anfängliche Expansion "scheinbar so unordentlich/unüberschaubar" wurden, werden durch die Gravitation ja nun wieder zu kleinen Haufen, insofern Galaxien etc., geordnet!? So zumindest würde man den alltäglichen Begriff von Ordnung definieren!?
Doch auch hier sieht man , auch die alltägl. Auffassung von scheinbar ordnenden Funktionen, verträgt sich nicht gänzlich mit dem Konzept einer stets, nahezu unaufhaltbaren, absoluten Entropie-UNORDNUNG. Zuerst wurde die mögliche Unordnung, durch rein expansive Verteilung/Inflation der Partikel, sozusagen überschätzt! Und nun haben wir die Gravitation, die uns alltäglich doch eher ordnend erscheint, zudem überschätzt, denn auch diese erhöht die Unordnung des Gesamtsystems und schafft nur zum kleinen Teil vermeintliche Ordnung, im kleineren Raumabschnitt.
Ich hoffe ich konnte erstmal zeigen, wo die Grenzen der alltäglichen Auffassungen von Ordnung und Unordnung liegen können, wenn wir von unseren alltägl. betrachteten kleineren Raumabschnitten und derer Ordnungs- und Unordnungsauffassung ausgehen und diese auf´s "Gesamtsystem" ansetzen.
2. Entropie in einem flachen bzw. geschlossenen und in einem offenen, ständig expandierenden, Universum, wo liegt der Unterschied?Die Expansion des Raumes ist zwar nicht der alleinige Faktor, weil erst im nächsten Schritt starke Variationen durch die Gravitation verursacht werden, die die Entropie sozusagen auch in der Anfangsphase erstmal richtig anheitzt ;-). Ja richtig anheitzt**. Aber die Expansion sorgt durch ihre "stetigkeit" letztendlich zu einer "maximal erhöten Entropie", die wir ja suchen. Warum?
Gehen wir nochmal zurück zum Big Bang und diesmal zu einem der uns ein flaches oder auch ein geschlossenes, durch Gravitation wieder in sich zusammenfallendes, Universum hinterlässt. Auch in diesem beiden Universums-Varianten wird es, wie in einem ständig expandierenden, zur Zunahme der Entropie kommen, aber nicht
zur max möglichen Entropie eines stetig anwachsenden Universums. Der Unterschied:
A. Ein statisches Universum (Flach) wird irgendwann auskühlen, die Expansion enden und alle Energie sich relativ gleichmässig verteilen. In diesem Falle kann es sein das die Entropie an irgendeinem Punkt ihr Max erreicht hat. Und selbst wenn die Entropie, in diesem irgendwann begrenzten Phasenraum, weiterhin ansteigen sollte, wird sie dies in dezenten Schrittten tun.
Big Chill.
B. In einem zeitlich begrenzten Big Crunch Universum (Geschlossen), dessen Ende in einem umgekehrten Urknall stattfindet, ergibt sich das Ende der Entropie und damit das gesuchte/postulierte mögliche Maximum von selbst, es verschwindet....
B1. ...falls es nicht zu einem zyklischen Universum, erneuten Bang, kommt, dessen Entropie sich nicht "pro Durchlauf" erhöhen wird (siehe Diskussion mit Darmstadtium), sondern imo stets in seinem vorhergehenden Maximum endet. Dies sich schleifenartig wiederholende Universum (CCC) und dessen Entropiewert, würde bei dem End-Prozess zum erneuten Bang, imo je eine End-Phase reduzierter Entropie aufweisen**. Penrose.
C. Nur in einem "ewig" expandierenden Universum kann durch das ständige anwachsen des "Phasenraumes", selbst bei gleichbleibendem Energiewert, die ständige Erhöhung
max. möglicher Entropie erreicht werden. Der Trick ist, das diese Max mögliche Entropie, ua. durch v > c Expansion, den Wert möglicher Entropien des je vorhergehenden Phasenraums, ständig übersteigt. Soweit ich das verstanden habe.
Zusatz für Darmstadtium: **Penrose Überlegungen fundieren imo insofern auf ein geschlossenes Universum (ähnlich Einstein), dessen Phasenraum (Spielraum für alle möglichen Entropiewerte), nicht ins unendliche ansteigen kann. (Unendlichkeiten werden in der Physik gern vermieden, deswegen versucht man imo, ua. auch im expandierenden U-Modell, sich mit der Zeit voneinander abtrennende Universums-Einheiten darzustellen). Bei Reduktion des Phasenraumes eines CCC, also selbst wenn sich dieser am Ende eines Äons verkleinerte, käme es jedoch nicht deswegen gleichzeitig zur Reduktion der Entropie. Sondern erst dann, wenn die Objekte die die höchsten Entropien im Universum aufweisen, wie stark gravitative SL usw.,
sich wegen der Phasenraum-Änderung auflösen/poppen. Mit Bitte um themenbedingte Korrekturen....
:)LG Z.