Почему природа зациклена на спиралях? Энтропия и тороидальная форма космоса

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Иногда в истории науки случаются моменты озарения, когда привычный взгляд на мир переворачивается с ног на голову. Вдруг, из хаоса и беспорядка проступает скрытая структура, а случайность оказывается лишь проявлением глубинных закономерностей. Один из таких моментов связан с понятием энтропии — меры беспорядка в системе. Вопреки интуитивному пониманию, энтропия может быть ключом к пониманию самой организации Вселенной.

Предел Бекенштейна: Энергия как ограничитель беспорядка

В конце XX века физик Якоб Бекенштейн предложил революционную идею: энтропия любой физической системы не может быть бесконечной. Она ограничена ее энергией и минимальным объемом, в который эту систему можно поместить. Иными словами, чем больше энергии и чем меньше пространство, тем больше информации (и, соответственно, энтропии) может содержать система.

Иллюстрация
Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Это открытие стало настоящим прорывом. Энтропия, до этого считавшаяся абстрактным понятием, вдруг оказалась тесно связана с фундаментальными свойствами пространства и времени. Информация, которую можно «записать» в определенном объеме, пропорциональна его энергии и размеру. Но как это соотносится с реальной Вселенной, где преобладают не идеальные сферы, а сложные, извилистые формы?

От сферы к тору: Переосмысление энтропии

Последующие исследования пытались обобщить предел Бекенштейна. Рафаэль Буссо предположил, что энтропия должна быть связана не с энергией, а с площадью поверхности, окружающей систему. Это было элегантно с математической точки зрения и подтверждало связь энтропии с геометрией пространства-времени. Однако, такой подход несколько упрощал картину, упуская важную динамическую составляющую — роль энергии.

Недавние исследования, опубликованные в журнале Classical and Quantum Gravity, предлагают альтернативный подход, который сохраняет энергию как фундаментальный фактор. В основу положено знаменитое уравнение Эйнштейна E=Mc², связывающее энергию и массу. Массу, в свою очередь, можно связать с радиусом Шварцшильда — радиусом горизонта событий черной дыры с такой же массой.

В результате получается новое представление энтропии, не в виде сферы, а в виде тора — фигуры, напоминающей бублик. Внутренний радиус этого тора соответствует радиусу Шварцшильда, а внешний — минимальному объему, в который можно поместить систему.

Почему тор? Природа любит спирали

Но почему именно тор? Ответ кроется в самой природе. Вселенная не предпочитает идеальные сферы. Напротив, она тяготеет к спиралям, вихрям и тороидальным потокам. Галактики формируются не в виде шаров, а закручиваются в грандиозные спиральные структуры. ДНК не тянется прямой нитью, а скручивается в двойную спираль. Вода, воздух и даже плазма в экстремальных условиях космоса движутся по искривленным, вращающимся траекториям.

Похоже, что тороидальная форма энтропии отражает фундаментальный принцип организации Вселенной. Она позволяет взглянуть на принцип неопределенности Гейзенберга в квантовой механике с новой стороны. Вместо того, чтобы видеть в нем лишь ограничение на точность измерения, можно интерпретировать его как проявление скрытой структуры, как свидетельство того, что квантовая случайность — это лишь проявление глубинного порядка.

3-торус, представляющий бекенштейновскую границу физической системы и согласующийся с моделями GUP/минимальной длины с rs в качестве внутреннего радиуса и R в качестве внешнего радиуса
3-торус, представляющий бекенштейновскую границу физической системы и согласующийся с моделями GUP/минимальной длины с rs в качестве внутреннего радиуса и R в качестве внешнего радиуса
Автор: Ahmed Farag Ali, Aneta Wojnar arXiv:2401.05941 Источник: arxiv.org
Решение космологической загадки?

Тороидальное представление энтропии может помочь разрешить одну из самых больших проблем современной космологии — проблему космологической постоянной. Теоретические расчеты предсказывают для энергии вакуума гораздо большее значение, чем наблюдаемое на практике. Учет тороидальной формы энтропии в расчетах может существенно уменьшить это расхождение, предполагая, что тороидальная структура Вселенной естественным образом регулирует энергию вакуума.

За пределами физики: Знание как постоянное движение

Последствия этого открытия выходят за рамки физики. Они затрагивают саму природу знания. На протяжении веков мы стремились к четким определениям и абсолютной уверенности. Но Вселенная не статична. Она движется, изгибается и вращается. Знание, как и сама реальность, должно быть гибким и открытым для переосмысления.

Вселенная не хаотична и не случайна. В ней есть порядок, который нужно увидеть. Порядок, проявляющийся в форме галактик, в движении электронов и в самом течении времени. Призыв к более глубокому исследованию, к принятию Вселенной, которая не просто существует, а дышит, движется и закручивается в спирали. Возможно, конечная цель познания — не покорение неизвестного, а благоговение перед его совершенством, признание того, что под покровом неопределенности скрывается порядок, который мы только начинаем понимать.

7 комментариев

Добавить комментарий

l
На мой взгляд, свойство материи, пространства и энергии сохранять информацию — проявлять нехаотичность правильнее было бы обозначать как энтальпию.
a
Может кто-нибудь рассказать, как «информационная» энтропия связана с «термодинамической»? А то в статьях ИИ между ними вообще не делают никакой разницы. Хотя термодинамическая в статфизике — это логарифм от количества возможных состояний системы. Что там информационного?
s
А картинка капусты романеско в статье про энтропию вас не смутила?)
s
Просто мы в матрице)
Не понятно к чему капуста на картинке, да ещё из нейронки, да она красивая и в форме аттракторов, но можно было просто аттракторов наделать, там есть красивые картинки
n
Ну вот. Ещё один шаг к новой физики, к эфиродинамике Ацыковского и его последователей.
Lunatik
Закон вселенной. Энергия большого взрыва закрутила всю энергию в спираль. Атом это Волчек в котором по закону сохранения энергии заключена сила. Все в нашей вселенной вращается. По этому все стремится в спираль. Малые Сили объединятся в более крупные структуру следующие еще более массивные и так далее.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор бумбокса MEG SDA100BL

Портативные колонки давно перестали быть какой-то экзотикой и прочно заняли своё место на рынке переносных девайсов. И если в начале своего пути это были небольшие колоночки, которые легко...

Как притяжение Луны вызывает землетрясения: физика тектонического резонанса

На глубине около 30 километров литосферные плиты прижаты друг к другу весом вышележащих горных пород. Давление в этих горизонтах превышает несколько сотен мегапаскалей, а перемещение тектонических...

Белка развешивает грибы на ветках деревьев: запас еды или случайное поведение

Осенью в хвойном лесу иногда можно заметить странную картину: на развилке тонкой ветки лежит шляпка гриба, другой гриб зажат между сучками чуть выше, а поблизости нет ни корзины, ни человека....

National RQ-158S: японский катушечник, который покорил СССР и попал в кино

Как ни странно, но два гениальных советских человека Леонид Гайдай и Владимир Высоцкий никогда не работали в одном фильме на съемочной площадке. Но Высоцкий все же спел уникальную песню для...

Почему Франция не вывозит 42 тысячи тонн опасных отходов из старой шахты

Под городом Виттельсайм во французском Эльзасе больше двух десятилетий хранятся опасные промышленные отходы. Их перестали привозить ещё в 2002 году, однако судьба подземного склада до сих пор...

На Марсе наступил 39-й Новый год: почему ученые сбросили планете 4,5 миллиарда лет

30 сентября на Марсе начался новый год. В научных отчетах и графиках космических агентств ему присвоен официальный номер 39. Разумеется, эта дата не имеет никакого отношения к реальному...