Энтропия Вселенной

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Величина Формула расчета Значение
Полная энтропия видимой части
Удельная энтропия фотонного газа см-3

Энтропия Вселенной — величина, характеризующая степень неупорядоченности и тепловое состояние Вселенной. Классическое определение энтропии и способ её вычисления не подходят для Вселенной, так как в оной действуют силы гравитации, и вещество само по себе не образует замкнутой системы. Однако можно доказать, что в сопутствующем объёме полная энтропия сохраняется[⇨].

В сравнительно медленно расширяющейся Вселенной энтропия в сопутствующем объёме сохраняется, а по порядку величины энтропия равна числу фотонов[1].

Закон сохранения энтропии во Вселенной[править | править код]

В общем случае, приращение внутренней энергии имеет вид:

Учтем, что химический потенциал частиц равны по значению и противоположны по знаку:

Если считать расширение равновесным процессом, то последние выражение можно применить к сопутствующему объёму (, где — «радиус» Вселенной). Однако, в сопутствующем объёме разница частиц и античастиц сохраняется. Учитывая этот факт, имеем:

Но причиной изменения объёма является расширение. Если теперь, учитывая это обстоятельство, продифференцировать по времени последнее выражение:

Теперь, если подставить уравнение неразрывности, входящую в систему уравнений Фридмана:

Последнее означает, что энтропия в сопутствующем объёме сохраняется.

Примечания[править | править код]

  1. Валерий Рубаков, Борис Штерн. Сахаров и космология // «Троицкий вариант» № 10(79), 24 мая 2011 г.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]