Cu cât un ceas este mai exact, cu atât creşte nivelul dezordinii în Univers, susţin oamenii de ştiinţă

de V.M.     HotNews.ro
Marţi, 18 mai 2021, 20:18 Science - Stiinte fundamentale


Ceasuri
Foto: Flickr/ Stuart Rankin
Entropia sau dezordinea din Univers este creată chiar şi atunci când ticăie ceasul, iar cu cât un aparat de măsurare a timpului este mai precis, cu atât nivelul de dezordine cu care contribuie la entropia universală este mai mare, conform unui studiu realizat de oameni de ştiinţă de la Universitatea Oxford şi publicat în numărul din 6 mai al jurnalului ştiinţific Physical Review X, scrie Live Science, preluat de Agerpres.

„Dacă vrei ca ceasul tău să indice ora cu o mai mare exactitate, trebuie să plăteşti un preţ”, a susţinut unul dintre co-autorii acestui studiu, Natalia Ares, fizician la Universitatea Oxford. „Ori de câte ori măsurăm timpul, creştem, nivelul entropiei din Univers”.

Conform celei de-a doua legi a termodinamicii, pe măsură ce înaintăm pe axa timpului spre viitor, nivelul entropiei dintr-un sistem creşte. Pe aşa-numita „săgeată a timpului”, entropia este mereu mai mică în trecut şi întotdeauna mai mare în viitor.

Tendinţa de creştere a dezordinii în Univers explică foarte multe lucruri. Spre exemplu, este foarte uşor să amesteci ingredientele laolaltă într-un blender pentru a obţine un suc de fructe, dar este practic imposibil ca din sucul obţinut să separi apoi elementele de compoziţie şi să le readuci la forma iniţială, de fructe. De asemenea, tot entropia este de vină pentru că oricât de atent ţi-ai împături căştile de la telefon atunci când la introduci în buzunar, mereu când le vei scoate afară vor fi încurcate.

Această creştere implacabilă a dezordinii leagă în mod intim entropia de modul în care oamenii percep timpul. O scenă celebră din romanul lui Kurt Vonnegut „Slaughterhouse-Five” („Abatorul cinci”) demonstrează cât de mult este afectată percepţia timpului de către entropie, prin derularea înapoi a unor evenimente din cel de-al Doilea Război Mondial: gloanţele ies din rănile provocate şi pornesc înapoi spre armele de unde au fost trase, incendiile se micşorează până redevin bombe, aşezate ordonat în depozite de armament şi apoi sunt transformate în compuşii chimici din care sunt făcute. Dacă săgeata timpului ţinteşte spre trecut, toată dezordinea şi distrugerile produse de război dispar ca prin farmec.

Această conexiune dintre timp şi entropie îi fascinează de mult timp pe oamenii de ştiinţă. Maşinăriile, aşa cum sunt şi ceasurile, produc entropie sub formă de căldură pe care o disipează în mediul înconjurător. Fizicienii au putut demonstra că un mic ceas atomic - un tip de ceas atomic ce foloseşte atomi răciţi cu laser ce produc oscilaţii la intervale de timp extrem de regulate - produce mai multă entropie cu cât funcţionează cu o mai mare precizie. Până acum însă, a fost foarte dificil de demonstrat că un ceas, cu cât este mai complex şi mai exact, generează mai multă entropie, chiar dacă această idee este bine fundamentată teoretic.


O relaţie proporţională între precizie şi entropie



„Ceasurile sunt într-un fel ca nişte mici locomotive cu aburi - trebuie să le pui la muncă pentru a măsura timpul”, conform lui Ares, care explică faptul că „munca este transferul de energie necesar pentru a face să funcţioneze dispozitivele mecanice aşa cum sunt ceasurile”.

„Pentru a obţine acel tic-tac regulat, trebuie să porneşti maşinăria. Acest lucru înseamnă că trebuie să investeşti în producţia de entropie”, a adăugat ea.

Pentru a testa această idee, cercetătorii au construit un ceas simplificat dintr-o membrană cu grosimea de 50 de nanometri şi lungimea de 1,5 milimetri, întinsă între două puncte astfel încât să vibreze sub acţiunea unor pulsuri de curent electric. Prin înregistrarea fiecărei vibraţii ca un „tic”, echipa a arătat că semnalele electrice mai puternice fac membrana să vibreze mai precis, cu o mai mare regularitate, însă cu costul disipării unei cantităţi mai mari de căldură - şi implicit o entropie crescută a sistemului.

Faptul că această relaţie dintre entropie şi precizie există şi în cazul unor dispozitive mult mai mari decât un ceas cuantic le oferă cercetătorilor încrederea că descoperirea lor are valoare universală. Poate că dacă ceasurile nu ar fi generat deloc entropie, atunci nu ar fi avut decât precizia din aforismul care spune că şi un ceas care nu merge tot arată de două ori pe zi ora exactă. Cert este că, susţin oamenii de ştiinţă, ceasurile cu cât produc mai multă entropie, cu atât funcţionează cu mai multă precizie.

„Nu ştim încă cu certitudine, dar ceea ce am descoperit, atât pentru ceasul nostru cât şi pentru ceasurile cuantice, este că există o relaţie proporţională între precizie şi entropie. S-ar putea să nu fie o relaţie liniară pentru alte tipuri de ceasuri, dar se pare că precizia este determinată de legile termodinamicii”, a mai susţinut Ares.

În afară de utilitatea pentru ceasornicari dar şi pentru producţia unor alte tipuri de dispozitive, în viitor, cercetătorii consideră că descoperirea lor pune bazele unor explorări ulterioare cu privire la modul în care legile termodinamicii se aplică până la nivelul celor mai mici nanodispozitive.

„Avem în prezent atât de mult control asupra acestor mici dispozitive şi le putem măsura cu atât de multă precizie, încât practic redescoperim termodinamica la o scară complet nouă. Este ca Revoluţia Industrială la nanoscară”, a mai susţinut Natalia Ares.




Citeste doar ceea ce merita. Urmareste-ne si pe Facebook si Instagram.

















5584 vizualizari

  • -1 (7 voturi)    
    Aha... (Marţi, 18 mai 2021, 20:39)

    Cataleya [utilizator]

    ...
  • +5 (13 voturi)    
    Comentariu sters de utilizator (Marţi, 18 mai 2021, 20:44)

    [anonim]

    • -4 (8 voturi)    
      Exact, timp-ul este un construct inventat de om (Marţi, 18 mai 2021, 21:00)

      Parzivall [utilizator] i-a raspuns lui

      Secunda, minutul, ora, is definite de noi. Animalele nu percep timpul, deoarece nu il au definit cum il avem noi.
      Cat despre entropie, se chinuie si se complica savantii astia, aproape degeaba. Entropia e tendinta naturala a absolut orice in Univers, inclusiv Universul, sa se dezorganizeze. Orice sistem, sa-l mentii organizat, e nevoie sa consumi energie. Lasa o casa fara stapan si se darapaneaza, nu te ingriji de gradina si se umple de buruieni si intra in paragina, and so on......Cu cat te chinui mai tare sa organizezi un sistem, cu atata sistemul se staduie, datorita entropiei, mai tare, sa se dezorganizeze. Is not a win win situation. Si in viata oamenilor, vezi persoane la 50 de ani care arata ca la 30 si persoane de 30 imbatranite inainte de vreme.
      • -1 (7 voturi)    
        Mai mult... (Marţi, 18 mai 2021, 21:32)

        Gabu [utilizator] i-a raspuns lui Parzivall

        ...chiar și atunci când universul se organizează (sisteme planetare, viața, etc.) o face tot în ideea realizării unei dezordini ulterioare mai temeinice...
        • +1 (5 voturi)    
          Comentariu sters de utilizator (Marţi, 18 mai 2021, 23:30)

          [anonim] i-a raspuns lui Gabu

      • 0 (6 voturi)    
        Comentariu sters de utilizator (Marţi, 18 mai 2021, 21:32)

        [anonim] i-a raspuns lui Parzivall

      • -6 (12 voturi)    
        Comentariu sters de utilizator (Marţi, 18 mai 2021, 21:44)

        [anonim] i-a raspuns lui Parzivall

        • +3 (7 voturi)    
          Comentariu sters de utilizator (Marţi, 18 mai 2021, 23:33)

          [anonim] i-a raspuns lui

          • -1 (3 voturi)    
            Lasa-l in pace ca e troll! (Miercuri, 19 mai 2021, 15:11)

            Parzivall [utilizator] i-a raspuns lui

            De multe ori am impresia ca e chiar bot, deoarece nu exista coerenta in ce spune.
          • -1 (1 vot)    
            Comentariu sters de utilizator (Miercuri, 19 mai 2021, 20:23)

            [anonim] i-a raspuns lui

            • 0 (2 voturi)    
              Comentariu sters de utilizator (Miercuri, 19 mai 2021, 20:32)

              [anonim] i-a raspuns lui

              • -2 (2 voturi)    
                Comentariu sters de utilizator (Miercuri, 19 mai 2021, 21:57)

                [anonim] i-a raspuns lui

              • 0 (0 voturi)    
                Comentariu sters de utilizator (Joi, 20 mai 2021, 20:04)

                [anonim] i-a raspuns lui

        • -1 (3 voturi)    
          Toata noaptea am avut o senzatie stranie (Miercuri, 19 mai 2021, 15:26)

          Parzivall [utilizator] i-a raspuns lui

          Se facea ca aveam ceva agatat de fund. Mi-a creat atata disconfort ca nu am putut dormi bine. Acum m-am linistit, you're back as usual, good job, keep it up with good trolling man. Si nu uita sa-ti iei pastilele, ca esti cam incoerent!
  • 0 (4 voturi)    
    Da si nu (Marţi, 18 mai 2021, 21:40)

    ipolitic [utilizator]

    In primul rand, in sens epistemologic,nu exista timp, exista doar perioade comensurabile.
    Dispozitivul numit ceas, cu care masuram "timpul", este compus din doua parti:
    1.Un generator de tact, despre care postulam ca functioneaza ciclic si genereaza perioade elementare egale.
    In domeniul cuantic, suntem nevoiti sa postulam, intrucat citirea starii lui inseamna interactiune, perturbatie, care ii modifica starea, deci si perioada de oscilatie.
    Ca sa reducem cat de mult posibil efectele acestei extrageri de stare, trebuie sa
    utilizam un ansamblu de oscilatori cuantici sincronizati, adica in stare coerenta.
    Un exemplu de asemenea sistem este MASER-ul, la ora actuala cel mai precis etalon de tact.
    2.Un contor de biti (automat secvential) de lungime finita.Un contor cu un cuvant
    de lungime infinita (adica celule flip-flop in numar infinit) este irealizabila, in
    plus ar necesita o cantitate de energie infinita pentru functionare (Landauer).
    In consecinta, functionarea contorului este ciclica, genereaza o perioada, multiplul
    perioade elementare.
    Referitor la generatorul de tact, cu cat mai mare este ansamblul coerent, deci in stare ordonata, deci in stare de entropie joasa, cu atat extragerea de informatie pentru a servi
    ca tact genereaza entropie mai mica. Deci, cu cat mai precisa este, cu atat mai mica e cresterea de entropie (sau invers). Contrar afirmatiilor din articolul citat.
    Cu totul altfel sta situatia in cazul contorului. Cu cat e mai mare rezolutia, adica cu cat mai mare este frecventa cu care contorul e incrementat, consumul de entropie prin rescrierea celulelor de memorie e cu atat mai mare.Studiul nu trateaza insa aceasta latura a problemei.
  • -4 (4 voturi)    
    O fi entropia lege universala (Miercuri, 19 mai 2021, 4:15)

    Setalcott [utilizator]

    Dar cu teoria evoluției nu te pui. Sa îndrăznească cineva sa se indoiasca ca haosul creează complexitate.
  • -1 (3 voturi)    
    Dar viața? (Miercuri, 19 mai 2021, 12:35)

    BEDE [utilizator]

    În articol este vorba de entropia informațională, nu de entropia din termodinamică. Și aceasta, în mod natural, tinde să crească
    Dar apariția vieții presupune o entropie negativă. Cum anume să fie că apariția vieții și dezvoltarea organismelor vii cer o entropie negativă? Pare-se că este nevoie de un input de informație... De unde?
    Să ne explice aceasta cei care susțin teoria evoluționistă dacă pot! Nu am văzut pe cineva care să ofere o explicație valabilă. Ei pot în schimb să arunce cu epitete la adresa celor care observă că teoria evoluționistă are multe lacune care se cer a fi acoperite printr-o credință ce merge contrar față de ceea ce se poate observa...
    Iar a face un ceas presupune un input inteligent. Deci tot entropie negativă...
    • 0 (2 voturi)    
      Comentariu sters de utilizator (Miercuri, 19 mai 2021, 14:20)

      [anonim] i-a raspuns lui BEDE



Abonare la comentarii cu RSS

ESRI

Top 10 articole cele mai ...



Hotnews
Agenţii de ştiri
Siteul Hotnews.ro foloseste cookie-uri. Cookie-urile ne ajută să imbunatatim serviciile noastre. Mai multe detalii, aici.



powered by
developed by