środa, 6 maja 2020

12. Skąd się wzięła temperatura i w ogóle termodynamika?

   Dyssypacji (termicznemu rozproszeniu) energii grawitacyjnej w tym specyficznym wypadku naszej zapadającej się kuli (z poprzedniego postu), przynajmniej na tym wstępnym etapie, nie trzeba brać pod uwagę i przyjąć, że temperatura równa jest zeru bezwzględnemu, jak to stwierdziłem na zakończenie tego postu. Tu, w tym poście, jednak warto się zastanowić nad aspektem termodynamicznym, gdyż nasz ściśnięty w maksymalnym stopniu obiekt po prostu przypomina Wszechświat gotów do Wielkiego Wybuchu. [Sam Wszechświat rozszerzając się, ochładza się – temperatura promieniowania reliktowego stopniowo obniża się. Gdyby się zapadał, temperatura by wzrastała.] Obiekt ten jednak, gdyby miał charakter lokalny (w pierwszym zamiarze opisu), byłby zatopiony w nieograniczonej przestrzeni. Problem w tym, że byłby bytem lokalnym, a w tych warunkach, nawet w doświadczeniu myślowym nie jest możliwe doprowadzenie go do stanu absolutnego ściśnięcia – do maksymalnego wzajemnego zbliżenia, wszystkich bez wyjątku elementów układu (nie ważne czym są). Tam zauważyłem, że w przypadku lokalności istnieć musiałaby warstwa zewnętrzna, rzadsza niż wnętrze, „atmosfera”. Obiekt taki, jak zauważyłem tam, musiałby więc być przestrzennie zamknięty (bez pustki-otoczenia). To nam przypomniało od razu Wszechświat, czyli materialną i przestrzenną Wszystkość (była o tym mowa w eseju powięconym zasadzie kosmologicznej).

Tak więc wróciliśmy do Wszechświata. W nim, istnienie całej tej termodynamiki zawdzięczamy przemianie fazowej, która zaszła wraz z końcem pierwotnej przyśpieszonej ekspansji stanowiącej pierwszą fazę Wielkiego Wybuchu (Nie inflacja. Proces ten nazwałem Urelą – Ultra Relativistic Acceleration). Było już o tym sporo w innych artykułach. Będzie o tym sporo także w dalszych artykułach, w szczególności, gdy zajmiemy się samym Wielkim Wybuchem. W czasie tej przemiany fazowej znaczna część [Jaka? To się okaże, jeśli będzie sens liczyć.] energii kinetycznej pierwotnej ekspansji, zdyssypowała. Cała termodynamika stąd się bierze, jest reliktem tego, że ta przemiana fazowa spowodowała chaos wśród tworzących się właśnie wtedy cząstek naszego świata.
A co spowodowało ten chaos? Zapytać można zgłupia frant. To nie było „tak przypadkiem”, a pytanie to ma w sobie spory ładunek heurezy. Stochastyczność, przypadkowość, to nie ot tak z natury rzeczy. Coś konkretnego musiało zapoczątkować ten cały wielki bałagan. Wbrew dość rozpowszechnionemu sądowi, bałagan nie jest cechą pierwotną materii, jest wynikiem jej rozwoju na bardzo wczesnym etapie, wprost w trakcie tworzenia się cząstek (w dzisiejszej postaci).  Gdyby to była sprawa czystego przypadku, wyłączna losowość, bez jakiegokolwiek czynnika sprawczego, o określonych jednoznacznych cechach, nie byłoby mowy o chaosie, o fraktalizacji, która jest procesem o charakterze deterministycznym. Właściwie „przypadkowość” (w przyrodzie) jest tam, gdzie nie potrafimy uchwycić prawidłowości. Występuje też w wielu naszych (uproszczonych) modelach. A fraktalizacja (w ramach chaosu) ma miejsce – od układów atomowych (z tego, co znamy), po rozkład przestrzenny galaktyk. Co spowodowało ten chaos? – pytam znów. Czy to głupie pytanie? Często pytanie nazywamy głupim, gdy nas zaskakuje i nie widzimy możliwości odpowiedzenia na nie. Tak, odpowiedź istnieje. Co spowodowało? Otóż, śmiem stwierdzić, że neutrina, których energia, a więc i prędkość jest zróżnicowana (ale konkretna). One już wtedy (jeszcze przed przemianą fazową) istniały i oddziaływały swymi określonymi cechami na nowotworzącą się materię leptonowo-hadronową. Będzie o tym w eseju poświęconym neutrinom.   
 Dopiero wtedy, w wyniku przemiany fazowej, materia, dzięki cząstkom masywnym tworzącym się właśnie, w chaosie pierwszych chwil, zyskała nowy parametr – temperaturę, wówczas najwyższą w historii. Dzisiaj ocenia się temperaturę w początkach Wielkiego Wybuchu bazując na zupełnie innych przesłankach, a właściwie z braku konkretnych przesłanek, tak z mentalnej inercji. Mówi się nawet o temperaturze nieskończenie wysokiej w osobliwości. Ale to jest absurd, jeśli brać pod uwagę sens semantyczny temperatury i sens semantyczny osobliwości (i sens semantyczny absurdu).[W najlepszym przypadku po prostu bierze się z sufitu temperaturę Plancka 1,4·1032K i... et voila.] Chaos ten jest też przyczyną fluktuacji i niejednorodności materii, dzięki czemu powstały najpierw gwiazdy, potem galaktyki. Tu wprost niebagatelną rolę odegrała też ciemna materia (o jej istocie była mowa przy okazji omawiania plankonów).

Grawitacja a ruch.  
    Była o tym mowa w artykule poświęconym grawitacji dualnej. Zasób grawitacji układu ciał nie ulega zmianie, bo same ciała pozostają tymi samymi ciałami (będzie jeszcze o tym). Nie znaczy to, że sama masa grawitacyjna jest niezmiennaWzrost (malenie) defektu masy równy jest wzrostowi (maleniu) energii kinetycznej. Sam ruch, jeśli jest to ruch w układzie nieprzeliczalnym ciał-cząstek, fenomenologicznie tworzy jakość termodynamiczną – oczywiście dzięki chaosowi, który pojawił się, jak wyżej wspomniałem, w wyniku przemiany fazowej, kończącej pierwszy, przyśpieszony etap ekspansji. Zatem cała termodynamika jest reliktem wspomnianej przemiany fazowej, a łączna energia wszystkich ruchów stanowi pewną część łącznej energii grawitacyjnej, łącznej masy wszystkich plankonów  tworzących materię Wszechświata (w przypadku ich rozdzielenia) – ta część, która zdyssypowała podczas przemiany fazowej. [Tak nawiasem mówiąc, mamy jeszcze jeden, wprost namacalny argument na to, że brakująca masa do uzyskania płaskości przestrzeni Wszechświata, to właśnie energia ruchu – we wszystkich postaciach. Ciemna energia, to fikcja.]   To istotny składnik masy Wszechświata! (Co za herezja...) [Tak będzie też podczas zapaści Wszechświata, aż do momentu wyzerowania się masy, po którym prawie natychmiast dojdzie do „zamrożenia” – krystalizacji i utworzenia się „panselsymonu” – będzie o tym niedługo.] Utworzenie się w pewnym momencie bytu termodynamicznego jest wyrazem zmian emergentnych materii. 

    We wspomnianym wyżej poście stwierdziłem też, że „ruch jest integralną częścią medium nazywanego grawitacją, jest genetycznie jej składnikiem, nawet nierozłącznym, innym wcieleniem grawitacji.” Ruch ten jednak, w warunkach przemiany fazowej, w swej części (Jakiej?) stał się ruchem chaotycznym ogromnej liczby niepowiązanych ze sobą, nowotworzących się cząstek. Jak już wspomniałem mimochodem, za sprawą neutrin. I tak pojawiło się to, co opisujemy w termodynamice, pojawił się nowy parametr stanu: temperatura. Początkowo wydawało mi się, że grawitacja i ruch, w szczególności termodynamika, to dwie różne jakości. Ale myliłem się. Zauważyłem to po głębszych przemyśleniach.  [Nikt mi nie pomagał, bo tu jestem pustelnikiem.] Z drugiej strony, w dalszym ciągu sądzę, że energia łącznego ruchu, w tym energia wewnętrzna termodynamiczna, dają brakującą masę, dzięki czemu geometria Wszechświata jest płaska. [Co jest pierwotnym żywiołem (jak to mawiali filozofowie jońscy)? Nie ruch, lecz grawitacja. Ale ruch jest jej emanacją.]

Wróćmy do naszego kulistego obiektu, zapadającego się pod wpływem grawitacji (post poprzedni). Dla nas istotne jest to, że grawitacja w tym termodynamicznym bałaganie, nie uczestniczy. Chodzi o zasób grawitacji – liczba cząstek (w tym fotonów i chyba także neutrin) nie zmienia się. Warto, przynajmniej w usiłowaniach formalnego opisu, rzeczy te rozdzielić. Jeśli usuniemy energię wewnętrzną, czyli to, co stanowi relikt początków, to, co stanowi o temperaturze naszego obiektu, w dodatku zlikwidujemy chaos, przywrócimy porządek, to otrzymamy obiekt o temperaturze zera bezwzględnego, a ruch materii – uporządkowany (jak jeden mąż) ku środkowi. Oczywiście obiekt taki nie promieniuje w miarę zapadania się.
Tak w gruncie rzeczy, w naszych przemyśleniach problem termodynamiczny nie powinien istnieć w związku z tym, że rozważamy wyłącznie masę grawitacyjną układu, a nie jego łączną masę-energię. Masa grawitacyjna jest funkcją położenia (wzajemnych odległości, koncentracji materii), a temperatura obiektu nie ma tu znaczenia (by się nie oparzyć...). To przecież tylko doświadczenie myślowe. 
Patrząc na to ogólniej, stwierdzić można, że zero bezwzględne nie jest nieosiągalną granicą z natury rzeczy, jak prędkość światła. Wyraża ono właściwie tylko stan idealnego porządku, którego istnienia nie może wykluczać żadne (podstawowe) prawo przyrody. [Temperatura panelsymonu podczas trwania Ureli, absolutnie równa była zeru.] Nieosiągalność zera bezwzględnego jest wtórną konsekwencją nieuporządkowania, które pojawiło się w bardzo wczesnej fazie Wybuchu i nie ma od tego odwrotu. Poszło na to bardzo dużo energii. [Nie cała energia poszła na to, gdyż zaistniał też ruch względny układów materialnych, ruch postępowy i obrotowy, a także oddziaływania: elektromagnetyczne i silne (wtórne w stosunku do grawitacji).] Z tego właśnie powodu istnieje termodynamika. To efekt wtórny, choć absolutnie powszechny, jako relikt przemiany fazowej, która zapoczątkowała taki, a nie inny rozwój Wszechświata. Właściwie istniejemy dzięki bałaganowi. [Nie wiem, czy napisałbym cokolwiek gdyby nie permanentny bałagan na moim biurku.] A entropia? Rośnie w związku z rozszerzaniem się Wszechświata. A jak to będzie podczas kontrakcji? Będzie maleć? Chyba raczej dalej będzie rosła, z tym, że będzie ujemna... I na ten temat podumamy w odpowiednim czasie.

W tym fantazjowaniu można pójść nawet dalej. Jeśli przyjmiemy (to dosyć realne), że cała ta termodynamika jest reliktem wspomnianej przemiany fazowej, to popełnić możemy hipotezę, że globalna energia wewnętrzna Wszechświata, po wyodrębnieniu się ruchów uporządkowanych, nie ulega zmianie. Wraz z rozszerzaniem się Wszechświata maleje stopniowo gęstość tej energii, a więc także temperatura promieniowania reliktowego. Przemyślenia związane z tym przypuszczeniem, w dalszych rozważaniach pogłębimy o kwestię ewentualnej zmiennośći inwariantu c, kwestię powiązaną z rozróżnieniem między uporzadkowanymi ruchami zbiorowisk materii, a tymi decydującymi o jej parametrach termodynamicznych, w szczególności o temperaturze. 

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz