Mai napi szösszenet

Nemrég kezdtem el olvasni Roger Penrose: Az idő ciklusai c. könyvét (http://akkrt.hu/1255/tudomany/fizika/az_ido_ciklusai). A könyv elején egy fiú kérdezgeti a nagynénjét, hogy mi hajtja a vízimalmokat? A nagynénje pedig válaszol neki, hogy ugye a hegy tetejéről megindul a patak, és a lezúduló víz tekeri a kereket. Erre jön a kérdés, hogy a víz hogy kerül fel oda? A válasz ugye, hogy a nap felmelegíti a vizet, az felszáll, felhő lesz belőle, aztán eső, ami a hegy tetején potyog ki. Tehát végső soron a nap hajtja a vízimalmot, mint amúgy szinte mindent itt a földön. Ez így kb. megnyugtató válasznak tűnik, de a nagynéni közbeveti, hogy azért mégsem ilyen egyszerű a dolog. A föld ugyanis a kapott energiát úgy ahogy van, vissza is sugározza az űrbe. Tehát a földre összességében nem érkezik energia. A föld mint "gép", nem fogyaszt energiát. Ha az energia itt maradna, már rég rettenetes mértékben felforrósodott volna. Így aztán megint marad a kérdés, hogy mi hajtja a vízimalom kerekét? Mi az, amit a vízimalom mint gép, ténylegesen elfogyaszt?

A fizikában van egy törvény, a termodinamika második főtétele, ami azt mondja ki, hogy egy zárt rendszer entrópiája (rendezetlensége) az idő előrehaladtával csak nőhet. Ez azt jelenti tehát, hogy a világegyetem teljes rendezetlensége soha nem csökken. Ha valaminek csökkenne a rendezetlensége, az csak olyan áron lehetséges, hogy más dolgoknak legalább ugyanolyan mértékben megnő. Azért a termodinamikából jön az egész, mert ott figyeltek fel rá. Emiatt nem lehet például hőt átvinni hidegebb tárgyról melegebb tárgyra. Ha van egy 5C-os tartályom, és egy 15C-os tartályom, és összenyitom őket, akkor egy idő után lesz egy 10C-os tartályom. Soha nem történik az meg, hogy az az 5C még átmegy a 15C-os tartályra, ami felmelegszik 20 C-ra, míg a másik 0C fokosra hűl. Vagy még egyszerűbben, ha télen kint van 3 fok, bent 20 fok, akkor az nem működik, hogy kinyitom az ablakot, hogy még az a 3 fok is bejöjjön. Ez azért van, mert a hő a test részecskéinek rendezetlenségével arányos. A hideg dolgok rendezettebbek, a melegek rendezetlenebbek. Szóval az egész a hőtanból jön, de ennél sokkal esszenciálisabb. Olyannyira, hogy Stephen Hawking például az időre előszeretettel használja a termodinamikai idő kifejezést. A fizikában nem olyan triviális dolog, hogy az idő miért arra telik, amerre. A legtöbb esetben egy folyamat visszafelé játszva (visszafelé telő időben) is ugyanolyan helyes a fizika törvényei szerint. Az egyetlen dolog, ami visszafelé nem teljesülne, az a második főtétel, ami így kijelöli az idő irányát. De most nem nagyon akarok ilyen "mi az idő" irányba elmenni, az megérne egy külön postot.

Ami tehát az érdekes, hogy a világot valójában nem az energia mozgatja. Az energia csak az anyag állapotát jellemzi. Sőt, Einstein óta tudjuk, hogy az anyag is csak energia (ez a híres E=mc2 képlet értelmezése), így helyesebb azt mondani, hogy az energia a tér adott pontjának valamilyen állapota. Energiából sosem lesz több vagy kevesebb, mindig is annyi volt, és lesz, mint a világ kezdetén. Az energia önmagában azonban valami statikus dolog. A valódi mozgató erő az, hogy a világ rendezetlenségre törekszik. Valamikor a világ kezdetén volt valamilyen fajta rend, ami folyamatosan rendezetlenséggé válik. Elméletileg be kellene állnia egy maximális rendezetlenségi állapotnak a világ végén, amikor minden megáll. Ezt hívják a világ hőhalálának. Ami tehát valójában a világot mozgatja, az a struktúrájában rejlik. Mint valami rugókkal kifeszített óramű, amit egyszer felhúztak, és most szépen ketyeg vissza a nyugalmi állapotba …

#blog  

Post imported by Google+Blog for WordPress.