对消亡的恐惧——熵在我们这个宇宙是个令人压抑的概念吗 - 我思我在


	harp

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发表于 2011-2-22 08:42 资料短消息看全部作者

热寂需要熵最大化，熵最大化需要平衡态。而我们处在的这个宇宙在大尺度上不满足这个条件。

＊＊首先是没有最大熵。有两个原因，一是引力，二是宇宙膨胀。

引力是4大力中唯一不能被中和的而且是长程吸引力，这样大尺度上物质会聚集，随星体质量的增加引力逐渐增强从而克服其他相互作用。当引力强大到可以克服强相互作用力的时候，按照目前的理论物质将无法再达到平衡态。于是动量上限缺失，密度上限缺失，相空间发散。学过热力学的都知道这种纯吸引力的系统没有平衡态也没有最大熵，也没有所谓热寂。

在引力不是很强的条件下，可以和库仑力(原子/分子状态的物质)或核力(中子星等质密天体)达到一个平衡态，这时热力学定律是可以适用的。

宇宙膨胀同样会使相空间发散，但它更直接的效果是 1.所有粒子动能减少，2.始没有来得及聚集的物质彼此远离。当物质足够稀薄，温度足够低的时候，粒子之间差不多老死不相往来，这时不同物质都处在绝热膨胀状态，熵守恒。这种状态有个专门的说法叫做free streaming，虽然粒子速度满足脱耦合前的麦克斯韦分布，但不是平衡态。

＊＊其次，在满足热力学适用条件的大多数星体上还有一个粒子逃逸的问题。

对于从星体逃逸的粒子，他们大多永远不会回来，也不处于平衡态，谈不上什么整体的热二定律。

无论是太阳这种主序星，还是白矮星，中子星等等，自身的核能和动能最终都会以电磁辐射和中微子的方式消耗殆尽。这是一个损失热能的过程，虽然照亮了行星，催化了生命，对于恒星而言熵会降低，最终留下的是一个低温，(较为)有序结晶核。这应该也算一种寂灭，叫冷寂好了。

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发表于 2011-3-4 02:31 资料短消息看全部作者

#23 快意做自己

你要反对什么就直接说。我是物理专业的，自信这点东东没什么难解决的。度娘口无遮拦说什么的都有，麻烦你把有用的节选过来。

“你在前一个思维中将逃逸的粒子和能量考虑进了系统，却在后一个思维中将它（逃逸后）分离出去看成非系统部分，这个思维漏洞太大了吧”

系统是可以自己定义的，这里的系统是"星体内可以达到平衡态(满足热力学使用条件)的粒子的集合"，为什么不计入逃逸的那些？逃逸的粒子永远不会再次达到平衡态，认为这整体是个开放系统也好，认为是个部分适用热力学的系统也好，反正最后没有热寂不是么？

“而开放系统，就已经不是热二律和热寂说的前提了”

这就是文中要说的。

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