Se ştie că dacă lăsăm împreună două sisteme cu temperaturi diferite, atunci cele două sisteme vor interacţiona în mod ineluctabil cel puţin până când temperaturile lor se vor egaliza. Din păcate, pe baza acestei cunoştinţe, unii trag concluzia greşită că Universul se îndreaptă fatalmente spre o „moarte termică”, adică o egalizare absolută a tuturor temperaturilor din Univers. Voi arăta aici de ce este greşită o asemenea concluzie.
Să presupunem că avem o sferă închisă şi separată în două semisfere printr-un perete diametral dotat cu o uşiţă închisă. Mai presupunem că în semisfera 1 se află un gaz, iar în semisfera 2 este vid. Apoi, la un moment dat, deschidem uşiţa care împiedica gazul să treacă din semisfera 1 în semisfera 2. Din acel moment, gazul începe să treacă din semisfera 1 şi în semisfera 2 până când, după un timp suficient de lung, presiunile din cele două camere se egalizează şi se produce „moartea termică” a gazului din sferă, adică se produce un echilibru desăvârşit.
Să analizăm puţin acest „echilibru”. Oare este el chiar atât de „desăvârşit”? Când putem spune că se produce un asemenea echilibru? O analiză riguroasă ar trebui să se bazeze pe numărul de molecule care se găsesc în cele două camere la un moment dat. Într-un asemenea context riguros, am putea spune că s-a produs echilibru doar atunci când numărul moleculelor din prima semisferă este egal cu numărul moleculelor din semisfera opusă.
Aşadar, din momentul t' al deschiderii uşiţei despărţitoare dintre cele două semisfere, numărul moleculelor din camera cu gaz începe să scadă vertiginos, iar numărul moleculelor din camera cu vid începe să crească în aşa fel încât numărul total de molecule din cele două camere să rămână constant. Atunci, după un timp suficient de lung se ajunge în situaţia în care, la momentul t'', numărul moleculelor din cele două semisfere se egalizează, iar această situaţie se numeşte echilibru termic, căci temperatura celor două camere devine egală.
Ce se întâmplă după acest moment t''? Oare numărul de molecule se va păstra mereu egal? Oare nicio moleculă nu va mai trece dintr-o cameră în cealaltă? Nici vorbă! În fiecare moment există posibilitatea ca un grup oarecare de molecule să treacă dintr-o cameră în cealaltă aşa încât, pentru momente scurte de timp, numărul de molecule dintr-o cameră poate fi diferit de numărul moleculelor din cealaltă cameră. Acest proces de variaţie a numărului de molecule dintr-o cameră în raport cu numărul de molecule din cealaltă cameră se numeşte fluctuaţie de echilibru. Fluctuaţiile de echilibru sunt o realitate indubitabilă şi pot fi aduse ca şi contraargument la moartea termică a Universului!
Dar cât de diferit poate fi numărul de molecule dintr-o cameră faţă de numărul de molecule din cealaltă cameră? Există vreo limită superioară? Nu există! Singura limită este numărul total de molecule. Altfel spus, din punct de vedere teoretic, nimic nu ne poate împiedica să admitem că ar putea exista un moment în care absolut toate moleculele se găsesc din nou într-o singură cameră!
Iată deci că nici măcar un recipient cu gaz aflat în echilibru nu este mort termic, darmite un Univers întreg! Dimpotrivă, putem admite că Universul a trecut demult (chiar acum o infinitate de ani) de momentul t'' şi ceea ce vedem noi astăzi în Univers sunt doar fluctuaţiile sale de echilibru. Prin urmare, Universul nu va muri niciodată, ci va fi mereu animat de fluctuaţiile de echilibru produse de cele mai mici particule pe care le conţine!
Ai omis un aspect esential al celor doua medii intre care se face transferul: in timp, transferul de molecule se apropie tot mai mult de un echilibru, deci va tinde spre 0. Folosind acum tot dupa logica ta, dupa un timp suficient de lung, cantitatea de molecule transferata intre cele doua sisteme va fi nula.
RăspundețiȘtergereSistemele vor deveni astfel sisteme izolate. E fizica pura, empirica si oricine o poate testa.
Salut, Liviu!
RăspundețiȘtergereDestul de bine spus, dacă citeşti numai prima parte a articolului. Dar dacă vei ajunge la partea cu fluctuaţiile de echilibru, ai să-ţi schimbi părerea.
Am mai citit o data tot verbiajul, pot conclude ca da, nu mi-a scapat nimic, ci fluctuatiile de echilibru erau cele tratate in afirmatiile mele.
RăspundețiȘtergereIarasi pleci de la o presupunere (subtila ce-i drept), ca intre cele doua subsisteme mai exista schimb de molecule, schimb pe care ulterior il generalizezi maximal. Ori eu tocmai aceasta generalizare o aratam ca nu e posibila decat ca exceptie. Modul natural de desfasurare al lucrurile e in directia inversa aratata de tine: totul se stabilizeaza la nivel macromolecular si ulterior micromolecular pana in punctul in care e irelevant presupusul schimb.
Si daca m-as duce in cealalta extrema fata de cea adoptata de tine, as considera cele doua sisteme perfecte, care atunci cand ajung la un echilibru nu mai fac transfer de molecule intre ele, sau chiar daca fac, moleculele sunt identice deci e irelevant transferul. Insa iarasi, e un caz particular si nu pot generaliza. Si acesta e un caz particular identic cu al tau din care tu faci lege. Well... cazurile particulare sunt exceptii, nu reguli. Orice generalizare e mai mult derizorie decat pilos.
Mă tem că chiar dacă ai citit, nu ai înţeles ce este o fluctuaţie de echilibru şi de ce apar asemenea fluctuaţii (doar) la echilibru. Mai încearcă. O să vezi, merită. Studiază noţiunea asta interesantă de "fluctuaţie de echilibru". Asemenea fluctuaţii la echilibru chiar există, oricât de "subtile" crezi tu că sunt şi oricât ai încerca tu să le maschezi.
ȘtergereEu nu incerc sa le maschez, insa ele sunt adulcorate temporal pana la irelevanta. E semnificativ ca din prima jumatate de univers mai trec 10 molecule in doua milioane de ani in cealalta jumatate? Evindent ca nu. Pe ce-mi sustin afirmatia? Am extrapolat un subsistem fizic care care face parte din cele 87% care respecta aceasta regula, subsistem corelat cu viteza de expansiune a universului care in anumite puncte se apropie de cea a luminii.
RăspundețiȘtergerePăi tot n-ai înţeles. Fluctuaţiile de echilibru pot fi oricât de mari după un timp infinit. Iar chestia cu expansiunea este irelevantă, fiind o ipoteză absurdă în care eu unul nu cred.
ȘtergerePai e irelevant ce crezi tu sau e, e relevant doar ce e adevarat si veridic.
ȘtergereImi zici mie ca n-am inteles, insa tot n-ai priceput (sa nu folosesc si eu tot inteles ca poate parea redundant) ca sistemele nu tind spre o stare de agitatie crescanda ci spre una de acalmie tot mai accentuata. Cat adevar poate fi in logica ta care initial absolutizeaza iar apoi absurdizeaza starea unui sistem pe care ulterior il generalizeaza si voila! Ecce sistema! Nedemonstrabil, incompatibil cu fizica insa nu asta conteaza. Nu crezi ca e necesar sa fie apodictic legilor fizicii? Sau nici asta nu conteaza...?
Ma vad nevoit sa contraargumentez elemente mercantile... fara logica, fara fizica, fara nimic, tot ce au ele mai sustenabil e ca au fost afirmate si nimic mai mult.
Liviu, dragă, am impresia că vorbeşti mult şi spui puţin. Fluctuaţiile de echilibru de care mă tot strofoc eu să-ţi spun se produc după atingerea echilibrului. Pricepi? Deci, după. Aşa că ceea ce spui tu când afirmi că „sistemele nu tind spre o stare de agitatie crescanda ci spre una de acalmie tot mai accentuata” este total pe lângă. Aprofundează lucrurile că merită să înţelegi ce sunt fluctuaţiile de echilibru. Dacă vrei să înţelegi, vei înţelege. Dacă vrei doar să impresionezi, poate vei reuşi şi asta, dar merită să vrei mai mult de-atât.
RăspundețiȘtergere