薛定谔的猫提出了平行宇宙的概念,你在没有观测到一个物体前该物体是处于一种叠加态,观测之后一种状态塌缩形成一个平行宇宙,另一种状态保留,既然我们现在的世界是熵增的状态,那么可能存在一个熵减宇宙吗?如果存在,那么与现宇宙相比有什么区别?(可能说的不太严谨,请多多包涵)


Q.可能会有一个熵减宇宙吗?

A.可能,但是「宇宙的熵」是无意义概念。这包括对我们这个宇宙而言的情况。

我们这个宇宙本来就不适用能量守恒定律,你就当这里是熵减的也没有任何问题。

膨胀的时空没有时间平移不变性。能量守恒定律由类时killing场生成,宇宙中没有这种场。宇宙非渐近平直,不能对全时空定义守恒的ADM能量[1]。简单粗暴地对宇宙套用能量守恒定律是不可行的。

按照目前的观测事实,宇宙中存在辐射和暗能量。从早期宇宙形成以来,暗能量在增长,从早期宇宙里几乎不含暗能量的状态发展至现在暗能量占据宇宙总能量的68.3%。弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规[2]描述了符合观测事实(均匀、各向同性)的四维时空的大尺度结构,度规中随时间变化的尺度因子对应著宇宙空间尺寸的变化。重子物质的能量密度正比于尺度因子的负三次方,辐射的能量密度正比于尺度因子的负四次方,暗能量的能量密度不随尺度因子变化,因此宇宙不适用能量守恒定律。

描述:薛定谔的猫提出了平行宇宙的概念,你在没有观测到一个物体前该物体是处于一种叠加态,观测之后一种状态塌缩形成一个平行宇宙,另一种状态保留

A.1957年,美国普林斯顿大学的休·艾弗雷特三世提出,假设所有孤立系统的演化都遵循薛定谔方程,波函数不会坍缩,而量子的测量却只能得到一种结果。艾弗雷特认为测量仪器与被测系统的状态之间有某种关联,称之为相对态。测量带来的不是坍缩,而是宇宙的分裂。宇宙自诞生以来进行过无数次分裂。这样一来,薛定谔的猫再也不必为死活问题困扰,宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫。

对于多世界诠释,物理学界的反应异常冷淡,1959年艾弗雷特飞去哥本哈根面见尼尔斯·玻尔,后者没有做出任何评论。艾弗雷特心灰意冷,退出理论物理界。

描述:既然我们现在的世界是熵增的状态

A.没有。「宇宙的熵增」是无意义概念。将一切现象都推给熵增等于说熵增不起任何作用。而且,除了在理想气体之类极少数系统里有用之外,在绝大多数系统里,熵都是无意义概念。当然,在反应进行的判据上可以使用自由能。

在膨胀的宇宙里,即使总熵在增加,它的最大可能熵是以更大速度增加的,因此膨胀的宇宙不是越来越靠近热寂,而是距离热寂越来越远。我们这个宇宙不但在膨胀而且在加速膨胀,还热寂个寂寞。

宇宙不适用热力学第二定律。宇宙在膨胀且是个自引力系统,是具有负热容的不稳定系统,没有平衡态,永远不会热寂。

根据位力定理,对于自引力系统,在一个周期内动能的时间平均值等于总能量的负值,即Ek=-E。也就是说,自引力系统得到能量时动能减小,失去能量时动能增大。 热学中比热容的定义是物体温度每升高1开尔文所需要的热量。 而对于自引力系统来说,释放能量才能提高温度,这就是负的热容量。 负热容系统没有稳定的平衡态。 宇宙是自引力系统,它根本不可能达到平衡态。

其实,在1872年,全人类都不知道什么量子力学的时候,玻尔兹曼就用涨落捅穿了热寂说的屁股。他就是凶手。

Q.如果存在,那么与现宇宙相比有什么区别?

A.可以没有任何区别,也可以在根本的物理量和物理规律上有区别,而和熵没有任何鸟关系。谈宇宙的熵是一种行为艺术。

参考

  1. ^无限远处重力场强度的计量
  2. ^(riedmann-Lema?tre-Robertson-Walker metric,FLRW度规)


不明白那位赵泠为什么那么喜欢黑热寂和熵增。宇宙到底是怎样的系统尚无定论,用一些前沿理论来黑熵增是吹毛求疵。

目前有两点是确定的:

1 宇宙总体的熵在增加 (这才是热寂的核心,能不能达到最大是次要的)

2 大范围会出现自组织,但小范围封闭空间(例如一个房间)长时间后自发达最大熵平衡是普遍现象。

那么问题想知道的是:如果有一个宇宙,1和2都与现在的宇宙相反,是什么样子。


我在此仅提出一个问题:爱因斯坦于1955年去世,另外一个答主是来自平行世界的吗


可能吗?这问题科幻色彩浓重,需要很多假设。我们先撇开这些不谈。只从现有理论来讲,

把我们宇宙中的所有粒子的运动方向全部改变至相反方向,这就是个熵减宇宙。如果你继续沿用熵增加定理,那么它的时间就是倒著走的。


活在一部电影里的人提出一个问题:我们这部电影可以倒放吗?

当然可以,但是你感觉不到。


薛定谔的猫只会说喵,不会提出平行宇宙。


推荐阅读:
相关文章