He estado buscando y no he encontrado una respuesta satisfactoria a esto. Muchas fuentes solo dan ejemplos de procesos supuestamente reversibles (como bolas de billar que chocan entre sí) que en realidad pierden cantidades muy pequeñas de calor por fricción, arrastre o alguna otra faceta del sistema que generalmente se ignora.
Buscando definiciones más rigurosas para tratar de resolverlo, fui a Wikipedia. Pero esto solo hizo que todo pareciera circularmente definido: la reversibilidad se define con la condición de que no haya cambios en la entropía , que es un estado definido usando el ciclo de Carnot , que asume la reversibilidad. Asumo que esto es simplemente una falla de la naturaleza de Wikipedia; los artículos no pueden todos coordinarse y evitar la circularidad.
Pensando en ello por mi cuenta, no podía razonar por qué un proceso posible (pero astronómicamente improbable) no puede ser verdaderamente reversible. Por ejemplo, tome solo dos partículas idénticas en el vacío con velocidades iniciales iguales una de la otra. Por supuesto, es probable que esto nunca suceda, pero al menos es teóricamente posible. La gravedad debería llevarlos de regreso a sus posiciones iniciales. ¿Dónde se transfiere o convierte la energía aquí?
En esencia, ¿qué es exactamente la reversibilidad y cómo sabemos que no puede ocurrir en un tiempo finito?
La historia corta es "no lo sabemos". En realidad, no conocemos ninguna ley de la física, si te pones a ello. Ninguno de ellos. El universo es lo que es, y se comporta como se comporta. Eso es realmente todo lo que podemos decir con seguridad.
Ahora podemos decir que hemos encontrado leyes de las que no tenemos evidencia que sugiera que alguna vez se rompieron. Tenemos leyes que hemos sometido a algunas pruebas bastante estrictas, como hacer soles en miniatura en la Tierra y probar las leyes en lo profundo de sus fuegos nucleares. Pero no hay forma de que la ciencia pueda estar absolutamente segura.
(Por cierto, esto es lo que me molesta. La ciencia se enseña a los estudiantes como si tuviera la capacidad de decir exactamente cómo funciona el mundo, cuando en realidad es solo (uno de) los mejores enfoques que hemos tenido. encontrado hasta ahora para modelar cómo funciona el mundo)
Dicho esto, lo que podemos hacer es mirar la termodinámica y decir cómo debería ser el universo para tener un proceso verdaderamente reversible. Un caso hipotético en el que esto podría ocurrir es en un universo perfectamente antisimétrico que comenzó de la nada y terminará en la nada. Todo lo que vemos en tal universo viene en pares que eventualmente se aniquilan.
Es trivial demostrar que este es un proceso reversible. Empezaste con cero y terminas con cero. Incluso podríamos ver procesos interesantes dentro de esto que parecen ser irreversibles, pero en realidad es solo una ilusión que se desvanece cuando las dos mitades de ese universo se aniquilan. Esto explicaría la aparente irreversibilidad que vemos.
En la práctica, no tenemos evidencia que sugiera que el universo es como el universo que acabo de describir. Podrías modelarlo de esa manera, un universo paralelo que hará que todo lo que hacemos simplemente desaparezca, pero también podrías modelarlo como un universo no reversible y las predicciones serán idénticas hasta ese final mágico de los días donde el los universos paralelos chocan, o no.
Me gusta pensar en este tipo de cosas de manera pedante, así que debo señalar que la respuesta es "no sabemos". Sin embargo, en términos prácticos, hemos realizado una gran cantidad de estudios sobre los sistemas termodinámicos, y toda la evidencia que hemos recopilado encaja tan bien con "todo es irreversible" que es razonable asumir que esto es cierto y trabajar. desde allí. Solo cuando te metes en los agujeros filosóficos y matemáticos realmente profundos, necesitas considerar una posición más matizada.
Glenn Slayden
Vedvart1
Cort Amón
Cort Amón
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