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Entropia e Big Bang II

Se a evolução nunca aconteceu, e nós seres humanos chegámos aqui por via de um salto aberrante para uma menos entropia, a aberração teria sido bem menos extrema se não houvesse um registo fóssil consistente e ordenado. Se o big bang nunca aconteceu, e os mais de bilião de galáxias que vemos agora surgiram como um salto aberrante para uma menor entropia, a aberração teria sido menos extrema se houvesse 50 mil milhões, ou 5 mil, ou um só punhado de galáxias.

Uma galinha absorve mais ou menos tanta energia de comida como a que dá de volta ao ambiente. Sem este balanço a galinha ficava cada vez maior.

A energia que uma galinha dá é altamente desordenada enquanto que a energia que a galinha recebe tem baixa entropia.

Onde se origina a baixa entropia de um ovo um passo para trás? Porque é que a fonte de energia da galinha, a comida, tem tão baixa entropia? Como se explica esta fonte de ordem aberrante? Se a comida é de origem animal, somo levados para a questão: como têm os animais tão baixa entropia? Um passo para trás: de onde veio o sol altamente ordenado (baixa entropia)? Um passo para trás: de onde veio a nuvem de gás difuso? De restos de estrelas mais velhas que chegaram ao final das suas vidas. De onde veio o gás difuso responsável por estas estrelas primárias? O gás foi formado imediatamente após o big bang. O universo estava cheio de um gás praticamente uniforme composto por aproximadamente 75 por cento de hidrogénio, 23 por cento de hélio e pequenas quantidades de deutério e lítio. Este gás tinha uma entropia incrivelmente baixa. O big bang deu início ao universo num estado de entropia baixa, e esse estado parece ser a fonte da ordem que actualmente vemos.

Poucos minutos após o big bang o gás se espalhou. Poderíamos pensar que, tal como a lata de refrigerante, o gás primordial estava num estado de alta entropia, desordenado, o que não é verdade. A gravidade precisa ser tomada em conta. No caso do refrigerante a gravidade praticamente não desempenha nenhum papel, a quantidade de gás é mínima. No caso do big bang não era, de certo, pouco gás.

Para uma nuvem de gás inicialmente difusa, a redução da entropia obtida através da formação de agrupamentos ordenados é mais que compensada pelo calor gerado à medida que o gás se comprime. A elevada tendência para a desordem não significa que não se possam formar estruturas ordenadas (estrelas e planetas), ou formas de vida ordenada (plantas e animais). A segunda lei da termodinâmica, na formação de ordem, há geralmente uma geração mais que compensadora de desordem.

Quanto mais comprimidos forem os agrupamentos de gás, tanto maior será a entropia total. Um exemplo disso são os buracos negros.

O universo recém-nascido estava cheio de uma mistura quente de hidrogénio e hélio. O gás estava disperso e a gravidade não governava, logo sem ter em conta a gravidade, um tal gás uniforme tem uma entropia extremamente baixa. Desde essa altura, a gravidade tem tomado o controle e a entropia global do universo tem vindo a tornar-se gradualmente maior. A gravidade fez com que o gás primordial se agrupasse esses agrupamentos formaram galáxias, estrelas e alguns agrupamentos mais leves formaram planetas. Pelo menos um desses planetas tinha uma estrela próxima, que proporcionou uma fonte de energia com entropia baixa, que permitiu que evoluíssem formas de vida de baixa entropia, e entre tais formas de vida houve uma galinha, que pôs um ovo e, para grande desgosto nosso, o ovo prosseguiu na sua trajectória em direcção a um estado de maior entropia e rolou da bancada, partindo-se no chão. O ovo parte-se em vez de se recompor porque está a dar prosseguimento à evolução no sentido de uma maior entropia.

As condições do nascimento do universo são críticas para dar um sentido à seta do tempo. O futuro é realmente o sentido de aumento da entropia. A seta do tempo – o facto de as coisas começarem desta forma e terminarem daquela, mas nunca começarem daquela e terminarem desta – começou o seu voo no estado altamente ordenado, de baixa entropia, do nascimento do universo.

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4 comentários:

Marcos disse...

gosto especialmente quando afirmas (tu e os outros): há não sei quantos milhões de anos o Universo estava cheio de... há não sei quantos milhões de anos O universo tinha... há não sei quantos milhões de anos o universo não sei quê...

Dário Cardina Codinha disse...

Se dizemos coisas dessas é porque podemos dizê-lo. Experimenta ler outros posts que explicam o como foram feitas as descobertas. As sondas não são feitas à toa. As sondas WMAP e outras, o LHC, etc, estão a fazer o seu trabalho. Com os dados fornecidos constrói-se uma história. Se é o que dá paciência. Eu fico contente por as coisas estarem a coincidir com os modelos teóricos

Marcos disse...

desculpa dário... tu podes dizer essas coisas não por saberes que existiam realmente mas por supores, segundo os modelos teóricos pré-estabelecidos e naturalistas da ciência, que elas deviam existir para suceder o big bang

Dário Cardina Codinha disse...

É verdade, quando há modelos supõe-se. Aliás, chagam a haver algumas dezenas de modelos teóricos. Com a chegada das conclusões práticas, como observações e medições, alguns dos modelos caem, ficam poucos, cada vez menos. Até que um ou dois sobrevivem e são verificados (confirmados).
Um exemplo são as teorias de cordas, que têm vindo a ser confirmadas e a ser colocadas num plano em que vários modelos diferentes convergem para os mesmos resultados e soluções.

03/01/2008

Entropia e Big Bang II

Se a evolução nunca aconteceu, e nós seres humanos chegámos aqui por via de um salto aberrante para uma menos entropia, a aberração teria sido bem menos extrema se não houvesse um registo fóssil consistente e ordenado. Se o big bang nunca aconteceu, e os mais de bilião de galáxias que vemos agora surgiram como um salto aberrante para uma menor entropia, a aberração teria sido menos extrema se houvesse 50 mil milhões, ou 5 mil, ou um só punhado de galáxias.

Uma galinha absorve mais ou menos tanta energia de comida como a que dá de volta ao ambiente. Sem este balanço a galinha ficava cada vez maior.

A energia que uma galinha dá é altamente desordenada enquanto que a energia que a galinha recebe tem baixa entropia.

Onde se origina a baixa entropia de um ovo um passo para trás? Porque é que a fonte de energia da galinha, a comida, tem tão baixa entropia? Como se explica esta fonte de ordem aberrante? Se a comida é de origem animal, somo levados para a questão: como têm os animais tão baixa entropia? Um passo para trás: de onde veio o sol altamente ordenado (baixa entropia)? Um passo para trás: de onde veio a nuvem de gás difuso? De restos de estrelas mais velhas que chegaram ao final das suas vidas. De onde veio o gás difuso responsável por estas estrelas primárias? O gás foi formado imediatamente após o big bang. O universo estava cheio de um gás praticamente uniforme composto por aproximadamente 75 por cento de hidrogénio, 23 por cento de hélio e pequenas quantidades de deutério e lítio. Este gás tinha uma entropia incrivelmente baixa. O big bang deu início ao universo num estado de entropia baixa, e esse estado parece ser a fonte da ordem que actualmente vemos.

Poucos minutos após o big bang o gás se espalhou. Poderíamos pensar que, tal como a lata de refrigerante, o gás primordial estava num estado de alta entropia, desordenado, o que não é verdade. A gravidade precisa ser tomada em conta. No caso do refrigerante a gravidade praticamente não desempenha nenhum papel, a quantidade de gás é mínima. No caso do big bang não era, de certo, pouco gás.

Para uma nuvem de gás inicialmente difusa, a redução da entropia obtida através da formação de agrupamentos ordenados é mais que compensada pelo calor gerado à medida que o gás se comprime. A elevada tendência para a desordem não significa que não se possam formar estruturas ordenadas (estrelas e planetas), ou formas de vida ordenada (plantas e animais). A segunda lei da termodinâmica, na formação de ordem, há geralmente uma geração mais que compensadora de desordem.

Quanto mais comprimidos forem os agrupamentos de gás, tanto maior será a entropia total. Um exemplo disso são os buracos negros.

O universo recém-nascido estava cheio de uma mistura quente de hidrogénio e hélio. O gás estava disperso e a gravidade não governava, logo sem ter em conta a gravidade, um tal gás uniforme tem uma entropia extremamente baixa. Desde essa altura, a gravidade tem tomado o controle e a entropia global do universo tem vindo a tornar-se gradualmente maior. A gravidade fez com que o gás primordial se agrupasse esses agrupamentos formaram galáxias, estrelas e alguns agrupamentos mais leves formaram planetas. Pelo menos um desses planetas tinha uma estrela próxima, que proporcionou uma fonte de energia com entropia baixa, que permitiu que evoluíssem formas de vida de baixa entropia, e entre tais formas de vida houve uma galinha, que pôs um ovo e, para grande desgosto nosso, o ovo prosseguiu na sua trajectória em direcção a um estado de maior entropia e rolou da bancada, partindo-se no chão. O ovo parte-se em vez de se recompor porque está a dar prosseguimento à evolução no sentido de uma maior entropia.

As condições do nascimento do universo são críticas para dar um sentido à seta do tempo. O futuro é realmente o sentido de aumento da entropia. A seta do tempo – o facto de as coisas começarem desta forma e terminarem daquela, mas nunca começarem daquela e terminarem desta – começou o seu voo no estado altamente ordenado, de baixa entropia, do nascimento do universo.

4 comentários:

Marcos disse...

gosto especialmente quando afirmas (tu e os outros): há não sei quantos milhões de anos o Universo estava cheio de... há não sei quantos milhões de anos O universo tinha... há não sei quantos milhões de anos o universo não sei quê...

Dário Cardina Codinha disse...

Se dizemos coisas dessas é porque podemos dizê-lo. Experimenta ler outros posts que explicam o como foram feitas as descobertas. As sondas não são feitas à toa. As sondas WMAP e outras, o LHC, etc, estão a fazer o seu trabalho. Com os dados fornecidos constrói-se uma história. Se é o que dá paciência. Eu fico contente por as coisas estarem a coincidir com os modelos teóricos

Marcos disse...

desculpa dário... tu podes dizer essas coisas não por saberes que existiam realmente mas por supores, segundo os modelos teóricos pré-estabelecidos e naturalistas da ciência, que elas deviam existir para suceder o big bang

Dário Cardina Codinha disse...

É verdade, quando há modelos supõe-se. Aliás, chagam a haver algumas dezenas de modelos teóricos. Com a chegada das conclusões práticas, como observações e medições, alguns dos modelos caem, ficam poucos, cada vez menos. Até que um ou dois sobrevivem e são verificados (confirmados).
Um exemplo são as teorias de cordas, que têm vindo a ser confirmadas e a ser colocadas num plano em que vários modelos diferentes convergem para os mesmos resultados e soluções.

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