Existe un argumento algo ampliamente aceptado de que la segunda ley de la termodinámica existe porque el universo comenzó en un estado de baja entropía. Estoy escribiendo un artículo que menciona esto (y debe estar terminado hoy), pero me di cuenta de que no sé quién originó esta idea. Entonces, ¿alguien sabe la referencia original para esto?
Mi artículo ya está enviado, pero todavía tengo curiosidad sobre los orígenes de esta idea. @Sundak a continuación da la pista de que Boltzmann podría haber sido su creador. Basado en esto y un poco de búsqueda, pude encontrar sus Lectures on Gas Theory, §90, en el que dice: "Que en la naturaleza la transición de un estado probable a uno improbable no tiene lugar tan a menudo como lo contrario, se puede suponer suponiendo un estado inicial muy improbable de todo el universo que nos rodea... ", que se parece mucho a la idea del Big Bang de baja entropía. Sin embargo, lo que en realidad está sugiriendo es que nuestra región local del Universo había fluctuado a un estado de baja entropía en algún momento del pasado. Propone esto porque cree que el Universo es infinito tanto en el tiempo como en el espacio, lo que implica que el universo como un todo debe estar en equilibrio térmico. Luego continúa diciendo que a "distancias veces la distancia de Sirio", podría haber otras civilizaciones para las que la flecha del tiempo apunte en la dirección opuesta. Boltzmann es un tipo divertido de leer. Pero la idea que propone aquí no es lo mismo que la noción moderna de que el Universo simplemente comenzó en un estado de baja entropía.
Saltando muchas décadas hacia adelante, en resumen para su artículo de 1979 Singularities and Time's Arrow , Roger Penrose describe la atribución de la segunda ley a las condiciones límite del universo como parte del "punto de vista normal". Sospecho que las referencias en el artículo de Penrose podrían ser un buen lugar para buscar, pero parece que solo el resumen está disponible en línea.
Eso lo reduce a algún tiempo entre 1896 y 1979, pero probablemente hacia el comienzo de ese período. Bien podría ser que el mismo Boltzmann propusiera la idea en otro trabajo. Si alguien tiene más información, sería muy apreciada.
Eso lo reduce a algún momento entre 1896 y 1979.
Clausius conocía la segunda ley, e implica trivialmente el conocimiento de que la entropía en el pasado lejano era mucho menor que ahora. (Es decir, si a uno se le permite aplicar la noción al universo como un todo; cf. más adelante).
Parece que Clausius declaró explícitamente (en 1856) solo la extrapolación al futuro lejano, no al pasado lejano:
La entropía del universo tiende a un máximo.
Esto se basa en un argumento muy informal, por lo tanto, no realmente concluyente. Exactamente el mismo argumento "prueba" que la entropía del universo comenzó en un mínimo.
Por otro lado, el término 'big bang' se acuñó recién en 1949, y la radiación de fondo de microondas que dio credibilidad al big bang no se descubrió hasta 1965. Por lo tanto, el intervalo de incertidumbre se puede reducir a 1965-1979.
En su libro ''El carácter de la ley física'', Cambridge, Mass. 1965, Feynman dice en la p.116:
Creo que es necesario agregar a las leyes físicas la hipótesis de que en el pasado el universo estaba más ordenado, en el sentido técnico, de lo que está hoy. Creo que esta es la declaración adicional que se necesita para tener sentido y para hacer una comprensión de la irreversibilidad.
Sin embargo, no lo aplica al comienzo del universo.
Dado que el Big Bang es una singularidad, la noción de entropía en el Big Bang no tiene ningún sentido. Ni siquiera está claro qué debería significar la entropía de todo el universo y si se puede definir en cualquier momento. (Es probable que sea infinito siempre, de acuerdo con cualquier definición sensata).
Por lo tanto, no está muy claro lo que está pidiendo.
Como usted y otros han dicho, parece que a Boltzmann se le podría atribuir la idea de que el universo tuvo un pasado de baja entropía:
La segunda ley se explicará mecánicamente mediante el supuesto A (que por supuesto es indemostrable) de que el universo, considerado como un sistema mecánico —o al menos una gran parte del mismo que nos rodea— partió de un estado muy improbable, y se encuentra todavía en un estado improbable.
(Extracto de From Eternity to Here ( 1 )).
Sin embargo, la identificación real del Big Bang con este límite de baja entropía claramente tuvo lugar más tarde. Es posible que esta idea fuera tan natural que nadie hizo gran cosa al decirla explícitamente, pero esto también podría representar un sesgo retrospectivo.
Aquí hay un paso intermedio interesante: parece que las primeras aplicaciones de la cosmología al problema de la flecha del tiempo provinieron principalmente de los partidarios de la cosmología del estado estacionario, que estaban influenciados por la teoría del electromagnetismo absorbente de Wheeler-Feynman. J. Hogarth hizo una tesis doctoral en 1953 que relacionaba la expansión cosmológica con la ruptura de la simetría absorbente-emisor ( 2 , 3 ), y T. Gold propuso en 1962 que el aumento de entropía (y por lo tanto la flecha entrópica del tiempo) sigue la dirección en tiempo en el que el universo está aumentando ( 4). No puedo encontrar ninguna indicación de quién aplicó esto por primera vez específicamente a la cosmología del Big Bang. Pero en el momento en que llegaron los resultados de CMB, parece que esta idea era bien conocida por la comunidad de estado estacionario, por lo que tal vez cuando esa teoría perdió apoyo, se convirtió en una dirección natural a seguir. El propio Penrose puede haber figurado en esta parte: asistió a una conferencia sobre cosmología y la flecha del tiempo en 1963, junto con Feynman (quien insistió en que lo llamaran Sr. X en los procedimientos), Wheeler y muchas personas de estado estacionario. Pero no puedo encontrar ningún escrito relevante de él de ese período.
Aquí hay algunas referencias:
El tiempo y la casualidad de david albert
Flecha del tiempo por huw precio
Desde la eternidad hasta aquí de sean carroll
La dirección del tiempo de HD Zeh
Base física de la asimetría del tiempo por Paul Davies.
Hay muchos otros libros o artículos excelentes sobre el tema. Especialmente, en relación con los fundamentos de la mecánica estadística, vi dos buenos libros:
El camino hacia el demonio de Maxwell Por MEIR HEMMO y ORLY R. SHENKER
Física y azar de lawrence sklar.
Para empezar, recomiendo encarecidamente leer un artículo (diferencia entre pasado y futuro) de Feynman (en el libro El carácter de la ley física), quien fue uno de los primeros físicos que hizo hincapié en la baja entropía Calidad del pasado lejano o big bang para jastificar las flechas del tiempo observadas en el cosmos.
usuario10574
Ron Maimón
Arnold Neumaier
N. Virgo
el amplitwist