La gravedad y la segunda ley de la termodinámica [duplicado]

Pero como prueban la radiación de Hawking y la evaporación del agujero negro, los pozos de gravedad no son, con mucho, los estados entrópicos más altos.

@CuriousOne Esta es una especulación de Penrose, no una prueba rigurosa. Puede tomar mi respuesta como restringida a la mecánica clásica y la gravitación newtoniana.

Debo haber perdido la última ciencia, donde se demostró experimentalmente, que el universo se preocupa por la mecánica clásica.

@CuriousOne Se demostró al menos en los siglos 17-19, no en la ciencia más reciente.

Por supuesto, en el siglo 17-19, ni siquiera sabían qué tan grande y antiguo era el universo... así que se les permitió equivocarse por completo.

Firtree tiene razón en que el colapso gravitatorio de partículas masivas en un agujero negro conduce a un aumento de la entropía. Eso no contradice la afirmación de que la evaporación de Hawking en (en su mayoría) partículas de masa cero también conduce a un aumento de la entropía. Aquí hay un documento sobre el último tema: arxiv.org/abs/gr-qc/0609022

@BenCrowell Mejoré un poco mi respuesta, verifique. Espero que ahora cubra también los casos de gas caliente y gas fotónico. Pero me voy a dormir, así que tengo que romper con más discusiones :-)

@BenCrowell: Estoy mirando el artículo ahora, pero no estoy seguro de su relevancia. La evaporación de BH es solo un proceso de no equilibrio, porque los BH se están calentando mientras el universo que los rodea se está enfriando. No tiene que ser así. No existe una ley física que prohíba rodear un BH con un gran escudo/espejo térmico, que nos permitiría controlar su temperatura en un experimento Gedanken, en cuyo caso podemos hacer que la evaporación se acerque tanto a un proceso de equilibrio como deseemos. Mientras el universo sea más frío que el BH, se evaporará, lo que aumenta la entropía total, ¿no es así?

@BenCrowell: no importa, el autor ya respondió mi pregunta. Básicamente hace exactamente lo que estaba tratando de sugerir.

@CuriousOne Eso solo significa que los BH tienen una capacidad de calor negativa, exactamente como las estrellas ordinarias. Eso no viola nada, eso solo hace que la transferencia de energía se acelere, no que se frene.

@BenCrowell: La capacidad de calor negativo no me molesta. Simplemente me preguntaba sobre la afirmación de que uno tenía que analizar un BH con termodinámica de no equilibrio. No creo que ese sea el caso, y no creo que eso sea lo que realmente hace este documento. Solo se necesita el experimento Gedanken correcto para modelar el sistema cerca del equilibrio y, después de todo, el autor y yo tenemos más o menos el mismo modelo en mente.

@firtree tiene un avión con atmósfera de gas, partículas de gas de clasificación de gravedad planetaria, por lo que T no es uniforme, por lo que H no es máximo. Interacciones de partículas de gas, ¿hablas en serio?

@MaratZakirov En el caso de tal planeta, lo más importante sería la interacción entre las partículas de gas y el planeta. Además, si la atmósfera es un gas ideal (y no hay sol alrededor para calentarla), T en equilibrio sería uniforme debido a las colisiones de partículas. Tal atmósfera seguiría la fórmula wiki:barométrica . El planeta no clasifica las partículas de gas por energía, porque intercambian demasiada energía. Aunque el planeta clasifica las partículas por masa, en cierto sentido.

@abeto $T$nunca será uniforme y por eso la fórmula barométrica es un error. Consulte Lapse Rate en wkipedia o mi otra pregunta physics.stackexchange.com/questions/595758/… . También hice una simulación (ver enlace) que muestra exactamente eso $dT/dh < 0$

@MaratZakirov Este hilo de comentarios no es el lugar correcto para discutir sus simulaciones. Su error es que su modelo no incluye colisiones de partículas que son cruciales para resolver la distribución de Maxwell & Boltzmann. Por lo tanto, lo que simula no es el gas ideal estándar. Es el gas sin colisiones y no tiene ningún equilibrio termodinámico. En cambio, cada partícula crea su propio subsistema aislado y no intercambia energía (ni otras cantidades) con otros subsistemas. Lea los libros de texto antes de saltar a conclusiones. También...

@MaratZakirov También con respecto a la tasa de caída del mundo real en la atmósfera de la Tierra, su causa es el Sol que calienta la superficie de la Tierra e inicia una convección. La atmósfera real tiene flujos de masa y energía, y está lejos del equilibrio. En la atmósfera de equilibrio habría T uniforme porque la definición misma de T es que es uniforme en euqilibrium. Consulte Kittel C., Kroemer H. Thermal Physics, por ejemplo.

@firtree Estás completamente equivocado. La tasa de caída adiabática seca no tiene relación con el sol porque es adiabática... Ver artículo en wikipedia en.wikipedia.org/wiki/Lapse_rate#Dry_adiabatic_lapse_rate . También puede consultar mi simulación de este proceso en el enlace que ya le he proporcionado.

@MaratZakirov Ok, este es un sitio de preguntas y respuestas, no un sitio de discusión, así que abandoné la discusión. Lo siento.