fotoni

[florin_try]

Totusi, daca ar fi sa ramana doar fotoni, cred ca universul ar trece spontan intr-o alta etapa a evolutiei, in care sa existe si materie, poate un nou Big Bang.

Pe ceva similar se bazeaza si ipoteza universului ciclic a lui Penrose. Insa nu am inteles 'mecanismul' prin care incepe un nou big-bang. Sa fie ceva la modul ca intr-un univers de fotoni acestia isi 'pierd' spatiul si timpul, adica ca si cum ar fi intr-un singur punct si atunci 'bang' again?

Daca ar fi sa admitem (pentru argument) caci un nou big-bang s-ar crea in acest mod, in noul univers format mai exista informatie despre vechiul univers sau noul univers a 'uitat complet' despre cel vechi? Cu alte cuvinte, sunt cele 2 universuri deconectate cauzal?

Banuiesc insa ca, intr-un fel sau altul legile fizicii interzic un univers strict din fotoni numai ( ceva la modul argumentului adus de Harap Alb mai sus care, pe moment, imi are plauzibil).

In cazul in care energia fotonului scade spre zero, datorita expansiunii universului si implicit, a cresterii entropiei, conform E=h\gamma , \gamma va tinde catre zero. Si tocmai asta era si o intrebare pe care mi-o pusesem eu: "pana cand va putea sa scada acea energie a fotonului?"

Nu poate sa atinga valoarea zero. Tinde asimptotic catre zero si atit. Intrebarea e insa interesanta caci duce la o alta intrebare.

Datorita cresterii entropiei universul de degradeaza. Tot ce e structura ordonata se face 'praf si pulbere' in mod ireversibil. Intrebarea care mi-o puneam: oare cum o arata 'praful si pulberea' finala, adica pina la ce nivel se poate degrada universul? Banuiesc ca si particolele elementare au  o ordine interna inerenta (quarcii care le formeaza) care ordine nu ar trebui sa fie iertata de cresterea entropiei. Cu alte cuvinte, si ele ar trebui sa se degradeze intr-o stare in care ordinea interna se pierde.
Sa fie fotonii publerea finala catre care un univers macinat ireversibil de entropie, tinde?

[mercur]

Sa fie fotonii publerea finala catre care un univers macinat ireversibil de entropie, tinde?

Nu. Probabil ca se va "macina" pana la spatiul lui Plank si timpul lui Plank.

[HarapAlb]

(...) Si tocmai asta era si o intrebare pe care mi-o pusesem eu: "pana cand va putea sa scada acea energie a fotonului?"

Schimbarea energie fotonilor poate apare in urma in urma ciocnirilor (fenomene bine caracterizate in teoria speciala a relativitatii) si in urma fenomenelor din teoria relativitatii generalizate (deplasare spre rosu gravitationala si cosmologica). Intr-o "supa" de fotoni care sufera numai ciocniri se ajunge la un echilibru, entropia nu poate sa scada oricat de mult, ceea ce pierde un foton castiga altul. Introducand insa efectele din TRG energia fotonilor poate scadea, deplasarea cosmologica spre rosu manifestandu-se in toate directiile. Un argument logic simplu ne-ar conduce la concluzia ca expansiunea Universului va conduce la racirea fotonilor.

Te poti gandi ca radiatia cosmica de fond este ceva asemanator cu universul de fotoni, cu mici anizotropii datorita interactiei cu materia.

[florin_try]

entropia nu poate sa scada oricat de mult,

Dar expansiunea universului aduce cu sine o crestere a entropiei, nu?
Asa ar trebui de vreme ce (intuitiv spunind), ca urmare a expansiunii, nu 'lungimea/volumul' unei gradatii creste ci numarul de gradatii cresc.
Cu alte cuvinte intr-un univers ce se extinde avem un numar crescind de  microstari (si volum si volum configurational crescind) si deci entropie continuu in crestere.
Intr-un univers ce se extinde la nesfirsit (si asta pare soarta universului nostru), entropia ar trebui doar sa creasca fara a atinge niciodata un maxim, si asta pentru ca expansiunea creaza volum si implicit microstari aditionale. 

 Interesant e ca, la fel ca si entropia, expansiunea universului da sens (sageata) timpului asa incit se poate discrimina intre trecut si viitor. Iar sensul sagetii timpului dat de expansiune e acelasi cu sensul  dat de entropie. Nu cred in coincidente.

[Mishulanu]

Pe ceva similar se bazeaza si ipoteza universului ciclic a lui Penrose. Insa nu am inteles 'mecanismul' prin care incepe un nou big-bang. Sa fie ceva la modul ca intr-un univers de fotoni acestia isi 'pierd' spatiul si timpul, adica ca si cum ar fi intr-un singur punct si atunci 'bang' again?

Este greu de speculat cum s-ar putea genera un nou big bang. Totusi, TRG zice nu exista diferente calitative intre dimensiunile spatiale si temporale, si ca se pot inversa in anumite conditii. De exemplu, in cazul unei gauri negre, dimensiunea spatiala dintre orizontul evenimentului si centrul gaurii negre devine o dimensiune temporala dupa orizont si fosta dimensiune temporala devine una spatiala. Din punctul de vedere al unui observator exterior, tot ce cade in gaura neagra pare se se opreasta chiar la orizont si acesta va vedea toata materia care a cazut vreodata in gaura negra traversand orizontul in acelasi timp, la sfarsitul timpului sau la evaporarea gaurii negre (care ale loc primul). Deci, toata energia care cade in gaura se va gasi in acelasi loc in timp, si daca dupa orizont dimensiunea spatiala si cea temporala se inverseaza, atunci toata energia se va gasi in acelasi loc in spatiu, conditii similare big bangului. Asta este totusi doar o speculatie. Nimeni nu cred ca poate sa spuna deocamdata cum s-ar desfasura in realitate totul.

Interesant e ca, la fel ca si entropia, expansiunea universului da sens (sageata) timpului asa incit se poate discrimina intre trecut si viitor. Iar sensul sagetii timpului dat de expansiune e acelasi cu sensul  dat de entropie. Nu cred in coincidente.

Chiar nu este o coincidenta pentru ca entropia Universului se poate calcula in functie de dimensiunea acestuia la un moment dat si cred ca este egala cu un sfert din aria sferei ce reprezinta Universul observabil, acum fiind undeva pe la 10^120 biti. Asta inseamna ca Universul putea sa arate in 10^120 feluri diferite. Este un numar foarte mare dar totusi finit. Ceea ca inseamna ca multe istorii pe care le-am putea imagina sunt fizic imposibile. In nici o istorie a Universului eu nu voi dansa lambada pe luna, in tricou si sandale.