Giorgio Pastore ha scritto:
> Aleph wrote:
> > Giorgio Pastore ha scritto:
> >> Come � definita l' entropia dell' universo ? ;-)
> >
> > Da qualche istante iniziale dopo il B.B. fino all'decoupling, si pu�
> > considerare il fluido cosmico di radiazione e materia in equilibrio
> > termico e quindi definire l'entropia,...
> ...
> >... ma se ne pu� tenere conto in maniera adeguata,
> > compatibilemnte con le conoscenze attuali di fisica delle alte energie,
> > applicando i concetti termodinamici usuali.
> Ma la gravit� non dovrebbe essere un ingrediente essenziale quando si
> parla dell' universo in toto ? E come si fa la termodinamica "usuale" di
> un sistema gravitazionale, visto che per interazioni gravitazionali non
> esiste il limite termodinamico?
Ti sei mai posto la stessa domanda a proposito della termodinamica
applicata alle stelle?
Se no, come mai, visto che nel definire l'equilibrio termodinamico di tali
oggetti fisici la gravit� gioca un ruolo persino pi� importante di quanto
non faccia per il plasma primordiale durante i primi istanti dopo il
big-bang? :)
Considera che nei primi istanti dopo il b.b., salvo piccolissime
perturbazioni di densit� localizzate, il plasma primordiale era
distribuito in modo quasi perfettamente omogeneo e la crescita delle
perturbazioni di densit� era sostanzialmente bloccata, vanificando
temporaneamente gli effetti squilibranti della gravit�.
> ....
> ....con la differenza che al ritorno dovremmo sommare, ai
> > fotoni del fondo rienergizzati dalla contrazione, il calore aggiuntivo
> > prodotto dal processamento nucleare complessivo della materia nelle
> > stelle, anch'esso incrementato per effetto della contrazione e questo
> > determina l'entropia in eccesso di cui andavo dicendo.
> Che ci possa essere una definizione di entropia dell' universo basata
> sul calore, a me, forse troppo legato alle definizioni operative della
> termdinamica da laboratorio risulta misterioso.
E perch� mai?
> In un sistema TD, puoi
> deinire l' entropia a partire dal calore scambiato con un *esterno* del
> sistema. Ma se il sistema � l' universo ???
Ne consideri una parte abbastanza grande tale da riassumere al suo interno
le caratteristiche di omogeneit� e isotropia dell'intero Universo
(Principio Cosmologico) e consideri (idealmente) gli scambi di calore di
questa parte rispetto all'esterno: in genere si assume che l'espansione
avvenga adiabaticamente con entropia in media costante, al netto delle
variazioni subite dal fluido per l'azione della gravit� che porta alla
formazione di stelle e al processamento della materia nucleare di cui
dicevo.
> Ho la forte sensazione che si utilizzi il termine entropia in modo
> diverso da quelle che ne sono le definizioni in termodinamica/meccanica
> statistica.
No, affatto.
> Non ci sarebbe niente di male. Solo, occorrerebbe dirlo e
> soprattutto spiegare quali delle propriet� usuali permangono e quali
> dobbiamo considerare soggette a verifica.
Se vai a vedere la parte di "Gravitation & Cosmology" di Weinberg dedicata
al "The very early universe" potrai verificare che col� vengono applicati
pari pari i concetti della termodinamica classica a un fluido in
espansione in accordo alle modalit� stabilite dalla R.G. (equazioni di
Friedmann)
Il tutto si basa chiaramente su alcune ipotesi preliminari, la velocit� di
reazione tra le tipologie di particelle costituenti il plasma ad esempio,
che tuttavia mi sembrano abbastanza solide.
Ci� che risulta veramente problematico � l'applicazione degli usuali
concetti termodinamici ai sistemi fisici autogravitanti in cui
l'interazione tra le particelle � data solamente dalla gravit�
(tipicamente gli ammassi globulari); in quel contesto i limiti che hai
accennato creano difficolt� notevoli (divergenze ultraviolette e
infrarosse) e propriet� fisiche "strane" (gli ammassi si comportano come
oggetti fisici con capacit� termica negativa).
Uno che ha lavorato molto in questo campo, e ha scritto anche qualche
articolo interessante e abbordabile in topic, � Piet Hut di Princeton.
Saluti,
Aleph
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Received on Thu Jun 10 2010 - 16:01:47 CEST