薛定諤的貓提出了平行宇宙的概念,你在沒有觀測到一個物體前該物體是處於一種疊加態,觀測之後一種狀態塌縮形成一個平行宇宙,另一種狀態保留,既然我們現在的世界是熵增的狀態,那麼可能存在一個熵減宇宙嗎?如果存在,那麼與現宇宙相比有什麼區別?(可能說的不太嚴謹,請多多包涵)


Q.可能會有一個熵減宇宙嗎?

A.可能,但是「宇宙的熵」是無意義概念。這包括對我們這個宇宙而言的情況。

我們這個宇宙本來就不適用能量守恆定律,你就當這裡是熵減的也沒有任何問題。

膨脹的時空沒有時間平移不變性。能量守恆定律由類時killing場生成,宇宙中沒有這種場。宇宙非漸近平直,不能對全時空定義守恆的ADM能量[1]。簡單粗暴地對宇宙套用能量守恆定律是不可行的。

按照目前的觀測事實,宇宙中存在輻射和暗能量。從早期宇宙形成以來,暗能量在增長,從早期宇宙里幾乎不含暗能量的狀態發展至現在暗能量佔據宇宙總能量的68.3%。弗里德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規[2]描述了符合觀測事實(均勻、各向同性)的四維時空的大尺度結構,度規中隨時間變化的尺度因子對應著宇宙空間尺寸的變化。重子物質的能量密度正比於尺度因子的負三次方,輻射的能量密度正比於尺度因子的負四次方,暗能量的能量密度不隨尺度因子變化,因此宇宙不適用能量守恆定律。

描述:薛定諤的貓提出了平行宇宙的概念,你在沒有觀測到一個物體前該物體是處於一種疊加態,觀測之後一種狀態塌縮形成一個平行宇宙,另一種狀態保留

A.1957年,美國普林斯頓大學的休·艾弗雷特三世提出,假設所有孤立系統的演化都遵循薛定諤方程,波函數不會坍縮,而量子的測量卻只能得到一種結果。艾弗雷特認為測量儀器與被測系統的狀態之間有某種關聯,稱之為相對態。測量帶來的不是坍縮,而是宇宙的分裂。宇宙自誕生以來進行過無數次分裂。這樣一來,薛定諤的貓再也不必為死活問題困擾,宇宙分裂成了兩個,一個有活貓,一個有死貓。

對於多世界詮釋,物理學界的反應異常冷淡,1959年艾弗雷特飛去哥本哈根面見尼爾斯·玻爾,後者沒有做出任何評論。艾弗雷特心灰意冷,退出理論物理界。

描述:既然我們現在的世界是熵增的狀態

A.沒有。「宇宙的熵增」是無意義概念。將一切現象都推給熵增等於說熵增不起任何作用。而且,除了在理想氣體之類極少數系統里有用之外,在絕大多數系統里,熵都是無意義概念。當然,在反應進行的判據上可以使用自由能。

在膨脹的宇宙里,即使總熵在增加,它的最大可能熵是以更大速度增加的,因此膨脹的宇宙不是越來越靠近熱寂,而是距離熱寂越來越遠。我們這個宇宙不但在膨脹而且在加速膨脹,還熱寂個寂寞。

宇宙不適用熱力學第二定律。宇宙在膨脹且是個自引力系統,是具有負熱容的不穩定系統,沒有平衡態,永遠不會熱寂。

根據位力定理,對於自引力系統,在一個周期內動能的時間平均值等於總能量的負值,即Ek=-E。也就是說,自引力系統得到能量時動能減小,失去能量時動能增大。 熱學中比熱容的定義是物體溫度每升高1開爾文所需要的熱量。 而對於自引力系統來說,釋放能量才能提高溫度,這就是負的熱容量。 負熱容系統沒有穩定的平衡態。 宇宙是自引力系統,它根本不可能達到平衡態。

其實,在1872年,全人類都不知道什麼量子力學的時候,玻爾茲曼就用漲落捅穿了熱寂說的屁股。他就是兇手。

Q.如果存在,那麼與現宇宙相比有什麼區別?

A.可以沒有任何區別,也可以在根本的物理量和物理規律上有區別,而和熵沒有任何鳥關係。談宇宙的熵是一種行為藝術。

參考

  1. ^無限遠處重力場強度的計量
  2. ^(riedmann-Lema?tre-Robertson-Walker metric,FLRW度規)


不明白那位趙泠為什麼那麼喜歡黑熱寂和熵增。宇宙到底是怎樣的系統尚無定論,用一些前沿理論來黑熵增是吹毛求疵。

目前有兩點是確定的:

1 宇宙總體的熵在增加 (這才是熱寂的核心,能不能達到最大是次要的)

2 大範圍會出現自組織,但小範圍封閉空間(例如一個房間)長時間後自發達最大熵平衡是普遍現象。

那麼問題想知道的是:如果有一個宇宙,1和2都與現在的宇宙相反,是什麼樣子。


我在此僅提出一個問題:愛因斯坦於1955年去世,另外一個答主是來自平行世界的嗎


可能嗎?這問題科幻色彩濃重,需要很多假設。我們先撇開這些不談。只從現有理論來講,

把我們宇宙中的所有粒子的運動方向全部改變至相反方向,這就是個熵減宇宙。如果你繼續沿用熵增加定理,那麼它的時間就是倒著走的。


活在一部電影里的人提出一個問題:我們這部電影可以倒放嗎?

當然可以,但是你感覺不到。


薛定諤的貓只會說喵,不會提出平行宇宙。


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