Článok je výberom z knihy. E-kniha je dostupná zdarma na stiahnutie v internetových kníhkupectvách. Aktualizoval som ju 2025-01-27, je dostupná v najčerstvejšej verzii.
Entropia a expanzia vesmíru
Publikácia: Tento článok bol pod titulom “Entropy and the Expansion of the Universe” publikovaný v časopise GALILEAN ELECTRODYNAMICS; volume 28, Special Issue 2, Fall, 2017, strany 22 & 28.
Vo veľkých mierach (1026cm a viac) je vesmír homogénny (hmota je rovnomerne rozložená) a izotropný – vo všetkých smeroch rovnaký. Vedci sa pýtajú prečo? Vysvetľuje sa to tak, že vo veľmi ranných fázach vývoja vesmíru (10-43 s od veľkého tresku) dochádza k takzvanému veľkému nafukovaniu, či ére inflácie, čím je označený proces, pri ktorom vesmír zväčšuje svoje rozmery asi o 40-50 rádov. Týmto spôsobom sa informácia pôvodne koncentrovaná v malom objeme obmedzenom tzv. kauzálnym horizontom (hranice vymedzujúcej oblasť, v ktorej je fyzikálne možný prenos informácie a je možné kauzálne pôsobenie) „rozfúkne“ do oblasti svojím objemom prevyšujúcej dnes pozorovateľný vesmír. Vysvetľuje sa tak homogenita a izotropia nášho vesmíru, ale súčasne vzniká i predstava vesmíru pluralistického, ktorý je zložený z častí vzniknutých z ostatných oblastí obmedzených kauzálnym horizontom, teda z oblastí, ktorých vlastnosti sa môžu podstatne líšiť od vlastností nášho vesmíru a všetkých iných ([1], 120).
Citovaný text ma priviedol na úvahu, že vesmír je homogénny a izotropný preto, že k tomu vedie jednoduchý fyzikálny princíp - entropia.
Entropia sa chápe ako proces vedúci k väčšej neusporiadanosti. Napríklad v skúmavke máme uzatvorený plyn. Tento stav sa definuje ako určitá usporiadanosť. Keď skúmavku otvoríme, molekuly plynu uniknú a snažia sa rovnomerne vyplniť celý priestor, povedzme miestnosť. Tento proces sa definuje ako nárast neusporiadanosti. Ja osobne by som entropiu chápal skôr, ako proces vedúci k väčšej usporiadanosti a tou je homogénnosť vesmíru. Iné fyzikálne zákony, napr. gravitácia, potom narúšajú túto homogénnosť, a tak vznikajú lokálne nehomogénnosti - hviezdy a galaxie.
Na otázku: „Prečo je vesmír vo veľkých mierach (1026cm a viac) homogénny a izotropný?“ môžeme potom odpovedať: Pretože entropia vedie k jeho homogénnosti a izotropii.
Z takto chápaného princípu entropie môže vyplývať vysvetlenie expanzie vesmíru: Aby vesmír mohol ostať vo veľkých mierach homogénny, musí sa entropia prejavovať ako sila, ktorá vyvažuje gravitáciu a táto sila potom spôsobuje, že vesmír expanduje.
Fyzik Vladimír Balek mi namietol, že homogénnosť vesmíru vznikla pre infláciu. Čo je „inflácia“ – pozri hore citovaný text. Avšak podľa môjho názoru inflácia bola dôsledok expanzie vesmíru, ktorú po veľkom tresku zapríčinil proces entropie. Aj veľký tresk môžeme vysvetliť z princípu entropie. Entropiu som vyššie vysvetľoval na príklade skúmavky, v ktorej je uzavretý plyn. Veľký tresk je moment, keď sme otvorili skúmavku. Ak veľký tresk vysvetľujeme z princípu entropie, môžeme sa domýšľať, že ho spôsobila nerovnováha prostredia, ktorá sa ním začala vyrovnávať (otvorila sa skúmavka). Veľký tresk je potom moment, keď sa entropiou začalo prostredie vyrovnávať.
Čo sa týka hmoty čiernej diery a mojej HZ: môže byť, že entropia vyvažuje gravitáciu, preto hmota čiernej diery nemusí nutne skolabovať do bodu.
Literatúra:
[1] KROB, Josef. Hledání času, místa, smyslu. Vyd. 1. Brno: Masarykova univerzita, 1999. 197 s. Spisy Masarykovy univerzity v Brně. Filozofická fakulta = Opera Universitatis Masarykianae Brunensis. Facultas philosophica; č. 323. ISBN 80-210-2049-0.
