Si el universo se está moviendo hacia la entropía, ¿por qué los primeros átomos de hidrógeno en las “eras oscuras” se organizaron en estrellas en lugar de dispersarse más uniformemente?

Answer 1

El universo es un sistema cerrado (supuestamente), por lo que la entropía no crece en la forma en que estás acostumbrado: deberías necesitar un “entorno externo” donde descargarlo todo, ¡y no tienes ninguno!

Pero la entropía puede aumentar al agregar más espacio, por lo que tiene más configuraciones posibles para el mismo número de partículas, o por diferenciar las partículas que antes eran “la misma”. Por lo tanto, si los átomos en formación ayudaron a “inflar” el universo o a hacer diferentes partículas entre sí, la entropía aumentaría, no desordenando las partículas, sino agregando más “lugares diferentes” para colocarlos.

Si te olvidas de la entropía termodinámica y piensas en la entropía de la información (Shanon), entonces la ves: un solo punto de energía en un solo punto puede describirse casi sin información, pero a medida que aparecen los átomos, se pueden describir dos porciones de energía. en diferentes lugares, por lo que se pueden hacer más combinaciones.

También recuerde algo: en una sopa de partículas no se puede distinguir un fotón de otro, por lo que las permutaciones no son tan vastas como se podría pensar, ya que intercambiar las posiciones de dos partículas similares no es un arreglo nuevo.

Answer 2

La materia no se distribuyó por igual después de la inflación y los volúmenes con mayor densidad vieron cómo su materia colapsaba en cúmulos, galaxias y, para la materia bariónica, las estrellas. Esto sucedió bajo la fuerza de la gravedad.

Answer 3

No, aunque parezca extraño, el universo primitivo tenía una entropía muy baja.

Realmente no sabemos qué significa esto. La energía se distribuyó de manera bastante uniforme, con solo algunas fluctuaciones, pero en realidad no fue “aleatoria”, se organizó de alguna manera peculiar, de alguna manera, dado el paso del tiempo, evolucionaría en más estructura en lugar de más caos.

La gravedad parece haber jugado un gran papel en el proceso. La gravedad hizo que las nubes de gas se unieran en grupos más densos, que eventualmente se convirtieron en estrellas. Esto no contradice la Segunda Ley porque se irradió mucha energía como energía térmica en el proceso de coalescencia. La entropía total del universo aumentó, pero se creó una isla de entropía inferior donde se formó la estrella.

Otro factor es la expansión del espacio. Más espacio significa más configuraciones posibles para organizar un conjunto de partículas, por lo que parece que la expansión del espacio reduce intrínsecamente la entropía siempre que las partículas en ella permanezcan unidas en alguna configuración particular. En algún momento, esta fue una configuración de 1 millón posible, luego, con más espacio disponible, se convierte en una configuración de mil millones posible.