DImaArbuz

Пикабушник 3 месяца 2 дня

поставил 3 плюса и 0 минусов

99 рейтинг 2 подписчика 0 подписок 4 поста 0 в горячем

Связь времени и энтропии. Расчёт для чёрной дыры⁠⁠

12 дней назад

Автор: Шухрай Дмитрий

Связь между временем и энтропией является фундаментальной проблемой теоретической физики. В данной работе предлагается модель, связывающая течение времени с энтропийными процессами. Также приведены расчёты для чёрной дыры.

Энтропия всегда растёт по истечению времени (для макромира). В то же время в микромире как таковой стрелы времени нет, поэтому энтропия может «уменьшаться».
После некоторых рассуждений я пришёл к выводу, что формула, определяющая связь, должна выглядеть примерно так: dt = E/dS.
Где:
dt – время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее.
E – энергия.
dS – изменение энтропии.

1. Для проверки гипотезы требуется объект, для которого мы точно знаем, как вычислить энтропию. Этим объектом станет чёрная дыра. Для этого у нас есть формула Бекенштейна-Хокинга: S_BH= (k_B*c^3*A)/(4ħ*G)
Эта формула высчитывает энтропию чёрной дыры. Но в нашем случае нам требуется не сама энтропия, а её изменение (то бишь dS), ведь мы ищем время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее. В итоге упрощённая формула выглядит так: S_BH= (4π*k_B*G)/(ħ*c) * M^2

2. Я нашёл как меняется энтропия: dS= ((8π*k_B*G)/(ħ*c) * M) * dM
(К такому виду формулы я пришёл, используя принцип: f(M)=a*M^n; df/dM=a*n*M^n-1)
dM – изменение массы.
M – масса.
Остальное — константы.
Далее я подставил это в свою формулу, учитывая, что энергия испущенной частицы E=c^2*|dM|. Пропущу самое начало и покажу конечный вид:
dt=(ħ*c^3)/(8π*k_B*G) * 1/M.

Численный расчёт и результат

Для чёрной дыры солнечной массы (M≈1,989 * 10^30 кг) я получил ответ:
dt≈6,169 * 10^-8 с (или примерно 62 наносекунды). Это означает, что наблюдатель должен фиксировать акты излучения (возможно, излучения Хокинга) примерно каждые 62 наносекунды.

P.S. Эта статья является обобщённым вариантов двух предыдущих.

Показать полностью

DImaArbuz

Гипотеза: dt = E/dS – время связано с энтропией и расчёт для чёрной дыры⁠⁠

1 месяц назад

Меня зовут Дима Шухрай. Я занимаюсь физикой и я заметил, что время может быть связано с энтропией. Из-за того, что энтропия всегда растёт по истечению времени (макромир). В то же время в микромире как таковой стрелы времени нет, поэтому энтропия может «уменьшаться».
После некоторых рассуждений я пришёл к выводу, что формула, определяющая связь, должна выглядеть примерно так: dt = E/dS.
Где:
dt – время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее.
E – энергия.
dS – изменение энтропии.

1. Чтобы проверить гипотезу нужен объект, для которого мы точно знаем, как вычислить энтропию. Этим объектом станет чёрная дыра. Для этого у нас есть формула Бекенштейна-Хокинга: S_BH= (k_B*c^3*A)/(4ħ*G)
Эта формула высчитывает энтропию чёрной дыры. Но в нашем случае нам требуется не сама энтропия, а её изменение (то бишь dS), ведь мы ищем время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее. В итоге упрощённая формула выглядит так: S_BH= (4π*k_B*G)/(ħ*c) * M^2

2. Я нашёл как меняется энтропия: dS= ((8π*k_B*G)/(ħ*c) * M) * dM
(К такому виду формулы я пришёл, используя принцип: f(M)=a*M^n; df/dM=a*n*M^n-1)
dM – изменение массы.
M – масса.
Остальное — константы.

Далее я подставил это в свою формулу, учитывая, что энергия испущенной частицы E=c2*|dM|. Пропущу самое начало и покажу конечный вид:
dt=(ħ*c^3)/(8π*k_B*G) * 1/M.

Численный расчёт и результат
Для чёрной дыры солнечной массы (M≈1,989 * 10^30 кг) я получил ответ:
dt≈6,169 * 10^-8 с (или примерно 62 наносекунды).
Это означает, что согласно моей гипотезе, удалённый наблюдатель должен фиксировать акты испарения (возможное излучение Хокинга) примерно каждые 62 наносекунды.
Этот результат противоречит классическому представлению ОТО, где время на горизонте событий для удалённого наблюдателя практически полностью останавливается (dt → ∞).
Моя гипотеза предполагает, что время там течёт очень медленно, но конечно. Бесконечное замедление времени — это идеализация, которая «ломается» при учёте квантовых эффектов и энтропии.

P.S. ОТО -- общая теория относительности. "^" -- возведение в степень. "_" -- индекс.
P.P.S. Это гипотеза, а не теория, которую я пытаюсь представить за правду. Все конструктивные замечания и критика приветствуются!

Показать полностью

[моё] Физика Исследования Вселенная Текст

DImaArbuz

Расчёты для чёрной дыры — dt=E/|dS|⁠⁠

2 месяца назад

Время связано с энтропией (в продолжение предыдущей публикации: https://pikabu.ru/story/svyaz_vremeni_i_yentropii_13085527)

В предыдущем посте я писал о связи энтропии со временем. Тогда был расчёт для фотона, но в этот раз я хочу показать конкретное и проверяемое предсказание для горизонта событий чёрной дыры.

1. Чтобы проверить гипотезу нужен объект, для которого мы точно знаем, как считать энтропию. Этим объектом станет чёрная дыра. Для этого у нас есть формула Бекенштейна-Хокинга: SBH= (kB*c3*A)/(4ħ*G)
Эта формула высчитывает энтропию чёрной дыры. Но в нашем случае нам требуется не сама энтропия, а её изменение (то бишь dS), ведь мы ищем время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее. В итоге я упростил формулу до такого вида: SBH= (4π*k_B*G)/(ħ*c) * M^2

Далее я подставил это в свою формулу, учитывая, что энергия испущенной частицы E=c^2*|dM|. Пропущу самое начало и покажу конечный вид:

dt=(ħ*c^3)/(8π*k_B*G) * 1/M.

Численный расчёт и результат

Для чёрной дыры солнечной массы (M≈1,989 * 10^30 кг) я получил ответ:
dt≈6,169 * 10^-8 с (или примерно 62 наносекунды).
Это означает, что согласно моей гипотезе, удалённый наблюдатель должен фиксировать акты испарения (возможное излучение Хокинга) примерно каждые 62 наносекунды. Также это может объяснить, почему более массивные чёрные дыры дольше „испаряются“.

Этот результат противоречит классическому представлению ОТО, где время на горизонте событий для удалённого наблюдателя полностью останавливается.
Моя гипотеза предполагает, что время там течёт очень медленно, но конечно. Бесконечное замедление времени — это идеализация, которая «ломается» при учёте квантовых эффектов и энтропии

P.S. Напоминаю, что это просто сырая гипотеза, а не готовая теория. Все конструктивные предложения и критика приветствуются!

P.P.S. Для тех кому не известно: "^" -- это возведение в степень. "_" -- это индекс.

Показать полностью

[моё] Физика Энергия Исследования Текст

Вопрос из ленты «Эксперты»

DImaArbuz

Связь времени и энтропии⁠⁠

3 месяца назад

Гипотеза: dt = E/dS – время может быть связано с энтропией

Меня зовут Дима Шухрай. Последнее время я пытаюсь соединить общую теорию относительности и квантовую теорию поля. Недавно пришёл к тому, что время может быть связано с энтропией или же быть чем-то «целым». Из-за того, что энтропия всегда растёт, а время в тот же момент движется только вперёд (для макромира). У элементарных частиц как таковой стрелы времени не существует, и из-за этого энтропия может «уменьшаться».

После некоторых рассуждений я пришёл к выводу, что формула должна выглядеть примерно так: dt = E/dS, Где:
dt – время, за которое система меняет своё одно микроскопическое составляющее.
E – энергия.
dS – изменение энтропии.
Пример:
Для фотона: E=hv (h – постоянная планка (h≈6,6), v возьмём за 1 Гц (герц)), dS=1 (во время квантовых флуктуаций).
dt≈ (6,6*10-34)/1≈ 6,6* 10-34 с (что характерно для квантовых масштабов)

Почему именно так выглядит формула:
Энтропия стоит в знаменателя, ведь при dS=0 будет бесконечное время, следовательно по моим догадка это будет сингулярностью. Именно поэтому здесь я иду вразрез с ОТО (для стороннего наблюдателя) — там на горизонте событий чёрной дыры время бесконечно, а по моим расчётам так не может быть — энтропия будет равна нулю, и это будет означать, что там уже сингулярность. Я же думаю, что внутри чёрной дыры энтропия постепенно стремится к нулю, а в центре и достигнет нуля.

Немного простого объяснения:
Представьте, что у вас есть видео (или вообще вся вселенная — видео). Так вот, dt – длительность одного кадра видео, а dS — в свою очередь, это перемотка кадра (чем больше dS, тем быстрее проходит кадр), а E – это обработка, рендеринг кадров.

Также моя идея не спорит с термодинамикой:
Энтропия по истечению времени всегда растёт (как я говорил чуть выше)

В моей формуле есть проблема, а именно привести к одним единицам. Вот как выглядит моя формула: секунда=джоуль/джоуль*кельвин

Вопросы:
1. Как точнее определить dS для разных систем?
2. Какие эксперименты могут проверить эту гипотезу?
3. Где могут быть ошибки в моих рассуждения?

P.S. Это рабочая гипотеза, а не завершённая теория. Все конструктивные замечания и критика приветствуются!

UPD:

Дополню, что я забыл поставить знаки степени. Должно быть 10^-34.

Показать полностью

[моё] Вопрос Спроси Пикабу Физика Эксперимент Энергия Исследования Текст

Отличная работа, все прочитано!