Hace 7 años | Por jm22381 a anl.gov
Publicado hace 7 años por jm22381 a anl.gov

Durante más de un siglo y medio la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía siempre aumenta, ha sido lo más cercano a una regla inviolable. En este universo, el caos reina. Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EEUU han anunciado que pueden haber descubierto una pequeña laguna en el nivel microscópico. "A pesar de que la violación es sólo en el ámbito local, las implicaciones son de largo alcance" dice Valerii Vinokur. Permitiría una máquina de movimiento perpetuo cuántica local.

Comentarios

D

#5 Le consultaron a Lisa y tienen su "seal of approval".

Wayfarer

#5 #36 "En esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica"



lol

D

#27 Es que a fin de cuentas, las leyes de la termodinámica son estadística sobre cuerpos macroscópicos. Existe una probabilidad, por diminuta que sea, de que las partículas se compinchen para pasar energía de un cuerpo frío a uno caliente. Es curioso que se llamen "leyes" de la termodinámica cuando en ciencia ya ni siquiera se usa ese término, a lo más que puede ascender una afirmación es a teoría.

Saludos !

D

#45 principios roll

D

#1 Un tema muy interesante el de este envío. Pregunto, como simple aficionado a la ciencia: ¿Podrían estas ideas acabar explicando por qué sí que parece funcionar el motor EMDrive? Roger Shawyer afirma ahora que tiene al ministerio de defensa americano muy interesado en sus avances (afirma poder conseguir empujes muy superiores al resto de experimentos hechos al respecto). De hecho se atreve a hablar de cosas como una nueva era de coches voladores a corto plazo.
Me da que o se le caerá el pastel del timo pronto y necesita llamar la atención... o bien tiene algo real entre manos... Creo que el primer paper serio al respecto saldrá antes de que acabe el año.

Fernando_x

#1 Temía que se refirieran al demonio de Maxwell... porque no supone una violación de la segunda ley.

D

#17 Gracias por la respuesta.

La organización de átomos en cristalografía es trivial comparada con la que sucede en los seres vivos. El ciclo de Krebs, por ejemplo es de una complejidad mucho mayor.
https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Krebs

Y si nos vamos un poco más allá. Todo lo que hace una simple célula es muchos órdenes de magnitud más complejo que cualquier cosa que hagan las formas de organización de la materia inanimada.

Cuando escribo ésto. Están en acción un sinnúmero de mecanismos organizados que hacen acciones sumamente complejas, hasta para poner el punto final de esta frase.

¿Por qué y cómo el universo va de lo sencillo a lo complejo?. ¿Por qué pasa simple átomos de hidrógeno y helio, luego a todo tipo átomos, y después se combinan como moléculas, y dichas moléculas cada vez se organizan en moléculas más complejas hasya que aparece la vida?

Y la vida, la forma de organización organizacional más compleja del universo, desarrolla un sistema nervioso para percibir e interactuar con el mundo, luego desarrolla el cerebro, y luego una inteligencia. Y la inteligencia comienza a entender el propio universo y luego entenderá la propia vida, y al final entenderá la propia inteligencia, y creará una nueva forma de inteligencia artificial la cuál tendrá el relevo evolutivo para que el universo siga construyendo cosas cada vez más complejas.

¿Por qué y cómo el universo va de lo sencillo (átomos), pasando por cosas cada vez más complejas y altamente organizadas, y no al revés, es decir, una desorganización paulatina de cosas más complejas en formas más sencillas?. O dicho de otra manera. ¿Cuál es el mecanismo de funcionamiento de lo que la religión llama la creación, de la evolución del universo?, ¿cómo funciona, en el universo y sus leyes físicas, el mecanismo de lo que la religión llama dios?

D

#44 Eso que dices no es incompatible con el segundo principio de la temodinámica. El segundo principio de la termodinámica predice la muerte del universo por enfriamiento y total descomposición incluso de la materia. Si esa inteligencia fuera capaz de parar este supuesto destino del universo, podríamos decir que este segundo principio es erróneo. Pero de momento, con lo poco o mucho que sabemos, parece indicar que no podemos hacer nada para evitar ese destino.

j

#48 No puedes predecir la muerte del universo porque no se puede saber si en algún otro lado de este vacio enorme se ha producido otro acontecimiento como este o si existe la posibilidad de interactuar.

En ciencia no se puede suponer y es imposible saberlo.

D

#69 Con lo que conocemos hasta ahora, la ciencia es tajante y dice que este universo tiene un principio y tendrá final(frio, oscuro y sin materia). Ten en cuenta que toda la materia tiene un pequeño porcentaje de desintegración, que con un tiempo infinito ese porcentaje es del 100%. Esto no quiere decir que no se pueda debatir. Igualmente podemos debatir si el sol ha tenido un principio y tendrá un final, la certaza absoluta lo más probable es que no la tengamos nunca, pero todo parece indicar que ha tenido un principio y tendrá un final.

j

#71 Tú mismo lo estás diciendo: Este universo y no otro. Existen teorías de multiversos, etc. Pero a lo que me agarro, es que es imposible saber si en el infinito (por llamarlo de alguna forma)ha sucedido, está sucediendo o puede suceder otras formaciones de universos.

Es todo muy relativo tanto a escales grandes o pequeñas. Si escalamos hasta los limites con tendencia a cero, cada partícula básica (conocida o por conocer) no puede desaparecer (protones, electrones, etc.). Siempre deberá de quedar residuos.

Dicho esto, creo que es mejor ser prudentes en las afirmaciones. Primeramente deberíamos de conocer que es el big bang, por qué se ha formado, que es la energía oscura, si es determinante el tamaño (si nos movemos en una escala de protones, electrones, etc. sería imposible conocer las montañas, arboles, etc. Solo veríamos partículas) Y así deberíamos de definir como de grande o pequeño es el universo, etc.

D

#72 Tanto protones como electrones pueden desaparecer de forma espontanea. No me acuerdo que particula era la que tenía una probabilidad tan baja, que seguramente por la edad del universo no se hubiera desintegrado nunca, pero la probabilidad existía, o al menos los modelos que tenemos hasta ahora lo predecía. Las particulas están descritas como ondas con una probabilidad de escapar donde están contenidas.

j

#74 Hace poco detectaron el efecto de las ondas gravitacionales. Para ello como sabemos, se valieron de dos brazos perpendiculares (mediante laser) que al atravesar los dos brazos de LIGO uno cambiaría de tamaño respecto al otro –están construidos a 90º para maximizar la diferencia del efecto de una eventual onda gravitatoria sobre ellos– y el experimento debería ser capaz de detectar ese cambio de tamaño.

http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/experimento-ligo-confirma-deteccion-ondas-gravitacionales.html

Analizando todo esto nos dice algo muy claro. El tamaño de cada objeto (nosotros por ejemplo amoldados al cambio del espacio) estamos variando constantemente influidos por estas ondas que normalmente existen como consecuencia del espacio y de la gravedad (nosotros solo la hemos detectado). Igualmente deberían quedar afectadas las partículas. También analizando esto llegamos a la conclusión que ni siquiera sabemos lo que es el espacio o el vacío y de que elementos lo compone. Es decir no sabemos de lo que estamos hablando y de qué tipo de partículas nos quedan por determinar. En definitiva una partícula no puede desaparecer en nada, ni existir de la nada.

D

#44 Saliendo de lo mío volvemos al estado de menor contenido energético.
Con tiempo y mas tiempo, mucho tiempo es capaz de llegar a formarse ADN, clorofila, hemoglobina y... que suponemos se formaron en condiciones diferentes a las existentes hoy en día, en muchos lugares diferentes, ...
Lee la endosimbiosis seriada de Margulis como uno de las teorías mas increíbles que las propias galaxias.

D

El paper es algo denso , pero se deja leer
http://www.nature.com/articles/srep32815

D

#10 Examen un Domingo?

D

#12 ¿Y si vive en Japón, Australia etc? ¿Eh?

D

#20 #12 Mi explicación alternativa es que "mañana" es una medida puramente psicológica. No importa que sean las 4am, si nos vamos a dormir decimos hasta mañana... para nuestra mente el día cambia cuando vamos a dormir y nos levantamos varias horas después.

Vamos, que no va ni a dormir de lo que tiene que estudiar.

D

#10 Conoces al profesor. Si es abierto dile la verdad, si es cerrado, miente.

O puedes decirle lo que se conocía hasta ahora y al final agregas una nota con este descubrimiento.

dreierfahrer

#14 Tranquilo, el domingo seguro que no tienes examen....

lol

Y ademas, para aprobar termodinamica solo hay que saber 4 cosas... bah...

D

#10 tu dile que todo es relativo y punto.

R

#10 Tu tranquilo, si la termodinamica sigue siendo la de mi época no vas a aprobar pongas lo que pongas

D

Con la parición de la vida en el Universo , creo que se rompe la segunda ley de la termodinámica. Un organismo vivo es la aparición de algo sumamente organizado partiendo de la materia inanimada que es en comparación muy desorganizada. Una planta convierte la materia inorgánica en materia orgánica, es decir, la materia de baja organización (los minerales que la rodean) en materia de muy alta organización (la propia planta). ¿No es esto disminución de la entropía?

D

#11 Gracias.

Pregunta abierta para cualquiera:

¿Hay algún área de la física que hable del nivel de organización o estructura de los sistemas? Me refiero a que una planta convierte materia de bajo nivel de organización (moléculas) en materia de muy alto nivel de organización (células) que conforman a la propia planta (un sistema todavía más organizado formado por células.

Por otro lado, el propio Universo también parece que aparecen sistemas cada vez más organizados y complejos. Primero era energía, luego aparecieron átomos de hidrógeno y helio que formaron estrellas, y cuando esas estrellas explotaron en forma de supernovas surgieron los demás elementos de la tabla periódica. Después, estos elementos se recombinan u organizan para hacer compuestos más complejos, y así sucesivamente. Mucho más arriba de la escala está la vida, que es una combinación mucho más evolucionada de la reorganización de elementos muy avanzada. Por último surge el cerebro y la inteligencia, que convierte la materia en bruto (elementos y sustancias poco organizadas) en materia altamente organizada (todo producto tecnológico de la humanidad).

¿Qué habla la física de este tipo de "evolución" (reorganización) de la materia desde la energía y átomos de hidrógeno hasta la vida, y luego la inteligencia?

D

#13 a mi me parece interesante lo que has dicho. Me ha hecho pensar.

Eso si... Los seres vivos viven a base de desorganizar su entorno (consumo de energía). Habría que ver el balance final para saber si hay un aumento o disminución de entropía.

Besis!

D

#34 Podría ser. Por ejemplo las minas son un ejemplo de poca entropía y el humano la aumenta.

D

#40 No se si me estás troleando refiriéndote a las minas anti-persona o si estás dialogando conmigo refiriéndote a la baja entropía de un yacimiento mineral. lol

D

#58 Una mina de minerales.

D

#34 Gracias por la referencia.

deverdad

#13 Hay muchas ideas sobre estos temas en la "Termodinámica fuera de equilibrio". Por ejemplo: las "estructuras disipativas" propuestas por Ilya Prigogine, https://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_disipativa

kif

#13 Por añadir un punto de vista más loco, algunos consideran que la vida es el estadio final de la materia, y si como muchos han apuntado, observamos la vida con un poco de perspectiva, esta realmente es un proceso que acelera el aumento de entropia. Por lo tanto, la idea de que la vida es contraria a la entropia solo se sustenta si miras a un ser vivo, si miras a todos el proceso es el contrario. Por ejemplo, un herbivoro coge una planta organizada y la convierte en calor+energia+desechos, por lo que ha aumentado la entropia del universo. En fin, que la vida no solo no invierte el aumento de entropia, sino que lo acelera, y eso sin contar a los humanos y el calor que desprendemos con nuestra tecnologia.

D

Y se reían de mi por mi máquina de movimiento perpetuo a bolitas!

#9 #11 la energía viene del Sol, y la Tierra (como los volcancitos en el fondo marino) que sólo esta fría la superficie.

T

#11 La negantropía de Schrödinger...

D

#22 que se compensa con un exceso de entropía del sistema
(bueno, no; el sol aún sigue saliendo por las mañanas en éste planeta)

j

#9 #11 ¿El big bang (la singularidad) estaba ordenado y ahora está más desordenado?

De partida el hidrogeno como elemento primero en el universo y la creación de los demás elementos partiendo del hidrogeno. ¿Se debe de considerar los elementos formados del hidrogeno desordenados y al hidrogeno ordenado?.
La entropía implica procesos irreversibles, pero también existen procesos reversibles. Con lo cual ya existe un parámetro de actuación y no de forma general.

También por la entropía deberíamos de olvidarnos de los elementos estáticos en sus condiciones físicas. Opuesto a lo que intentamos encontrar en el espacio cuántico. Esos primeros elementos base con los que se forman los demás. Que deberían de ser estáticos (en principio ni ordenados ni desordenados. Es decir inalterables) en sus condiciones físicas.

Es mejor dejar la entropía para el campo de la termodinámica.

D

#9 Eso es una simplificación un tanto sesgada, más que nada por cuestiones didácticas ( http://www.eliax.com/index.cfm?post_id=7819 ). Tal y como bien te explica #11, un ser vivo mantiene las leyes de la termodinámica. A fin de cuentas, si las reacciones químicas cumplen dichas leyes, los seres vivos también, pues son un conjunto increíblemente complejo de éstas.

Saludos !

D

#9 Quien te dice a ti que la vida no forma parte de esa desorganización. Si tu tiras un dado de 6 caras, lo mas probable es que aparezcan cosas improbables a medida que incrementas el numero de tiradas. Lo extraño en una partida de poker, por ejemplo, es que nunca apareciera una escalera real, simplemente porque tu consideras que es la opción con menos entropía.

s

#9
*
#9 Con la parición de la vida en el Universo , creo que se rompe la segunda ley de la termodinámica.
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¿de verdad? Anda y prueba de dejar de respirar deja de comer y beber uos meses (o tapa las entradas de aire del automóvil o no le metas combustible ni aceite ni nada )


Si es todo lo contrario la vida es como el remolino de agua que cae por un fregadero. Es un orden aparecido que ayuda que la entropia fluya mejor. Ocurre que ha de haber una fuente y en el Sol la misma materia que es una forma muy ordenada y concentrada de energía se desorganiza y una parte queda atrapada aquí sobre la materia y moléculas existentes

Pero el conjunto es más entropía no menos ni se viola la termonidámica sino que se reafirma


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Un organismo vivo es la aparición de algo sumamente organizado partiendo de la materia inanimada que es en comparación muy desorganizada.
***

A costa de un aumento mucho mayor de entropía en el universo. Es como ver algo ordenado y pensar que hay alguien detrás o alguien ha tenido de crear todo porque el cerebro crea cosas. Pero el cerebro consume muchísimo (un 20% del cuerpo estando despierto solo para hacer que continúes existiendo tu en él y no desaparezcas) y se nutre de conocimientos adquiridos que maneja para crear nuevas cosas no crea de la NADA. Es lo que tiene


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(los minerales que la rodean) e
**
Prueba a mirar la materia en tamaños muy reducidos donde las combinaciones de infinidad de cosas cada una con su orden no se pierda con el desorden de la mezcla

g

#26 Excelente comentario.

Brickdeleche

#9 Esque eso de que entropia=desorden no es cierto (en parte). La entropia tiene que ver con el numero de microestados de un sistema, y todo sistema tiende hacia estados macroscopicos cuyo numero de microestados compatibles es maximo.

Por ejemplo, en un vaso de agua, el macroestado viene marcado por 3 variables: temperatura, volumen y numero de particulas.
Los microestados compatibles con una triada concreta de T, V y N serian tooooodas las posibles combinaciones de velocidad y posicion (en los 3 ejes y para las N particulas) que sean compatibles con él.

Cuando se habla de vida, macro o microbiana, es algo mas complejo. Entre otras cosas porque un ser vivo es un sistema termdinamico de no-equilibrio. Y los sistemas que no estan en equilibrio no son moco de pavo de estudiar, mucho menos de explicar. Pero bueno, que entropia no tiene que ver del todo con orden o desorden, solo en sistemas muuuuy simples tipo: monton de bolitas, tantas negras y tantas blancas. En general es mas complejo porque ademas se suma la tendencia a la minima energia, y aveces algun sistema se puede hallar ordenado porque la "fuerza" de la minima energia sea mayor que la "fuerza" entropica.

No se si me he explicado o os he liado mas

Fernando_x

#9 A parte de todas las respuestas que te han dado, en este vídeo



explican bastante bien cómo es la energía del sol, a base de aumentar la entropía global, permite la aparición de la vida.

Ryouga_Ibiki

#9 El universo dices ni mas ni menos...

Si te pones a pensar en el sistema solar la entropía de nuestra estrella, el sol, aumenta para dar energía a todos los procesos biológicos de nuestro planeta.

aironman

Hay momentos en los que deseas abandonar mnm debido al sectarismo brutal pero luego aparecen estos hilos...

jm22381

#65 Aquí tienes otro para rayaros más... expansion-universo-no-acelerada-ing/standard

Hace 7 años | Por jm22381 a ox.ac.uk

t

Diría que el titular es erróneo. El segundo principio de la termodinámica ha de aplicarse al Universo entero en sí, localmente claro que se puede disminuir la entropía (aumentando la del campo vecino). Es lo que hace un frigorífico y se puede ver claramente en cualquier ciclo representado en un diagrama T-S (temperatura Vs. entropía).

http://1.bp.blogspot.com/-lyScNm6Vsww/Va7oWzs6ULI/AAAAAAAAATY/31w3QijoKlI/s1600/1.jpg

Me pierdo totalmente con la cuántica, pero creo que de lo que aquí habla es de que el "campo vecino" ya no es vecino, sino que puede estar en cualquier otra parte... y ese sería el descubrimiento:

"For example, he said, the principle could be designed into a "refrigerator" which could be cooled remotely — that is, the energy expended to cool it could take place anywhere."

f

#28 Ya pero queda mas guay, aunque las aplicaciones que puede tener son interesantes.

G

#28 la cuantica no añade nada nuevo la termodinamica hace aproximada mente un siglo que se explica con estadistica sobre estados cuanticos (de hecho antes habia que introducir factores correctores porque no conocian la cuantica y matematicamente tenian que añadir artificios para que las ecuaciones estadísticas predijeran correctamente el segundo principio).

El problema es que dice una maquina cuantica y "local" es decir con pocos grados de libertad, todos sabemos que el principio de la termodinamica es un principio estadístico, cuando tienes pocos elementos no se cumplen las leyes de la termodinámica. De hecho la entropia puede disminuir aleatoriamnete, y es muy probable que desminuya si tienes un proceso un proceso tan local que tienes el 50% de probabilidad de que disminuya. Aparte, cerca del cero absoluto la termodinámica deja de ser valida.

🌿

D

#35 Si la entropia tiene un 50% de probabilidad de que aumente o disminuya, entonces la entropía sigue su propio principio de entropía, lo que paradójicamente anularía el propio principio .

d

#35 Exacto.
#37 Es que el segundo principio de la termodinámica no es una "ley" absoluta, es decir, se cumple por pura estadística. Hay un video por Internet, ahora no tengo el enlace, que lo explica muy bien: si tienes un sistema cerrado con pocas moléculas, o con una temperatura bajísima, puede perfectamente no cumplirse, ya que la probabilidad de que el desplazamiento de alguna de ellas dé lugar a una situación más "organizada" (y por tanto menos entropía) es relativamente alta.

En cambio, cuando hay millones de moléculas en movimiento (cualquier sistema macroscópico nos vale) en un sistema cerrado, las probabilidades de que un movimiento dé origen a una situación más organizada son infinitesimales, tanto que en la práctica es como si fuera imposible. Pero hay que verlo como lo que és: una observacion macroscópica y estadística. Si afinamos al nivel de querer verlo como una ley absoluta, encontraremos situaciones que lo contradigan.

Jakeukalane

Por cierto , alguien ha leído los propios dioses.

n

#52 Por supuesto.

Jakeukalane

#55 a ver de donde sacaríamos la energía...todo puede ser que se esté tocando cosas que no deben tocarse lol

Res_cogitans

Desde mi ignorancia, no entiendo qué sentido tiene comparar la segunda ley de la termodinámica, que es sobre sistemas clásicos, con una supuesta segunda ley de la termodinámica en sistemas cuánticos. Dicha ley tiene sentido en los sistemas clásicos porque es una ley estadística y habla de la cantidad de microestados compatibles con un macroestado.

m

#24: Yo de hecho creo que en un futuro la segunda ley podrá ser baipaseada y tendremos sistemas de recuperación de energía.

n

#25 Me temo que no. Ahora está demostrada y ya no es una ley, es un teorema. goto #56

D

Hasta que no se muera el gatete de Schrodinger y vuelva a resucitar, todo esto no dejan de ser cábalas.

ikipol

Que postulen...

BillyTheKid

#4 postular descubrir o demostrar

ikipol

#38 Exacto

D

Al leer esto he pensado que quizás es una explicación para el EMdrive.

R

Nunca he entendido eso de la entropia así que si la cambian que sea por algo más tangible

D

#76 Entropía es básicamente la cantidad de posibles configuraciones en las que puede estar un conjunto de cosas.
Decir que "la entropía siempre aumenta" significa que las cosas tienden hacia estados lo más aleatoriamente mezclados con la mayor cantidad de configuraciones posibles, no hacia estados ordenados con pocas configuraciones.
Reducir la entropía local a cambio de aumentar la entropía global, tampoco es algo especialmente novedoso, en el sentido de que es en lo que se basa la vida misma, y lo que hacemos todo el rato al crear y construir cosas. Pero si encuentran una forma nueva de hacerlo a escala cuántica, bienvenido sea.

f

#76 abundando en lo que te explica #78, por poner un ejemplo, tirar una moneda y que salga cara o cruz tiene la misma probabilidad, y lo mismo da que salga una cosa que la otra, pero si tiras una bolsa con 1000 monedas, ya no da lo mismo que salgan 1000 caras o 1000 cruces, de hecho lo más probable es que salgan unas 500 de cada. La entropía representa ese efecto: que cuando juntas muchas cosas aleatorias, el resultado ya no es tan aleatorio, sino que hay situaciones más probables que otras. Concretamente, la más probable suele ser la más "mezclada".

f

En cualquier ciclo termodinámico hay fases en que la entropía disminuye... sólo hay que mirar el diagrama Ts y ver que en un ciclo habrá partes en que te mueves hacia una menor s.

DrLove

Ya lo decía Homer...

D

se pierden las buenas costumbres

D

Tercera Ley: el valor de la vivienda nunca baja.

b

pues vaya tela.
Cuando yo estudié el "segundo principio" de la termodinámica decía que la "entropía del universo siempre aumenta" y esto es compatible con que la entropía en sistemas aislados disminuya.

h

Antes del big bang, allí la segunda ley de la termodinámica funciona al revés.