¿Cómo la evolución de un sistema solar no rompe la segunda ley de la termodinámica?

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Perdone: soy un laico cuando se trata de física y cosmología, y he intentado encontrar una respuesta a esto que pueda entender, sin suerte.

Según tengo entendido, el sistema solar evolucionó a partir de una nube molecular masiva. Para mí, esto parece romper la segunda ley de la termodinámica, ya que creo que sugiere el orden del desorden.

Sé que debe haber algo mal con mi lógica, pero estoy realmente atascado.

¿Alguien puede explicar esto en términos simples?

(Publicar en "Astronomía" y "Física", ya que parece superponerse a estos temas)

usuario2346333
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El truco es no confundir la definición precisa de "entropía" con la comprensión simplificada del laico de que de alguna manera está relacionada con el "desorden".
Larry Gritz

Respuestas:

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La entropía total en realidad aumenta, ya que la nube molecular se encoge bajo la gravedad.

Puede parecer que a medida que las moléculas se acercan, están más ordenadas, lo que significa menos entropía. Sin embargo, esa es solo una parte del proceso. La segunda parte (importante) es: cuando las moléculas están más cerca, también tienen mayor energía cinética (ya que descendieron a un potencial gravitacional más bajo). Entonces el gas se está calentando a medida que se encoge.

El aumento de la temperatura del gas está aumentando su entropía, porque las moléculas ocupan más espacio de momento. Este aumento de la entropía a través de la temperatura es mayor que la disminución de la entropía a través de la contracción misma.

Más tarde, el gas condensado caliente (o planeta caliente) irradia el calor al espacio y se enfría. Terminas con un planeta frío que de hecho tiene una entropía más baja que la nube de gas original, porque ya no está caliente. Pero el aumento de la entropía fue llevado por los fotones radiados. Entonces, en total, la entropía del universo aumentó (los fotones irradiados están en algún lugar).

Puede encontrar una discusión más detallada sobre este tema en la excelente página web de John Baez o aquí .

mpv
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La afirmación "los fotones irradiados están en algún lugar" realmente lo deja claro.
dotancohen
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Esto proviene de un malentendido de lo local y lo absoluto.

No hay nada que evite un aumento local en el orden: en general, el orden aún disminuye (o, en términos comunes, la entropía aumenta)

De Wikipedia:

Según la segunda ley de la termodinámica, la entropía de un sistema aislado nunca disminuye, porque los sistemas aislados evolucionan espontáneamente hacia el equilibrio termodinámico, la configuración con máxima entropía. Los sistemas que no están aislados pueden disminuir la entropía.

Por lo tanto, el universo se considera un sistema aislado, pero nuestro sistema solar local no está aislado, por lo que nuestra disminución local de la entropía no viola la segunda ley de la termodinámica, ya que la entropía general del universo no disminuye.

Rory Alsop
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Entonces, ¿dónde estaba el aumento correspondiente en la entropía para compensar la creación del sistema solar? ¿Pérdida de calor?
dotancohen
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Esta es una pregunta que es fundamental para nuestra comprensión de cómo el orden puede surgir del desorden. Por lo tanto, vale la pena considerar las formas en que esto puede suceder:

  1. Reducción de entropía local por fluctuación aleatoria.

  2. Hay un atractivo para la dinámica (punto, ciclo o extraño) que da lugar a la autoorganización.

  3. El sistema es disipativo y abierto, el orden local es sostenido por la energía que cruza el límite del sistema (por ejemplo, su biblioteca local / almacén de información se mantiene ordenado a través de la entrada continua de energía).

Claramente 2. de la lista es la razón por la cual los discos de acreción forman anillos estables. Luego, las colisiones aleatorias de los bits hacen el resto. Si los bits son partículas pequeñas, obtienes Saturno; si son grandes, obtienes planetas rocosos.

Prof James Moffat
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