Один из самых известных мысленных экспериментов XIX века — демон Максвелла — до сих пор остаётся символом загадочного пересечения термодинамики и информации. Этот гипотетический «демон» должен был нарушать второй закон термодинамики, выборочно пропуская быстрые и медленные молекулы, создавая тем самым температурный градиент из ничего. Позже стало ясно, что такая работа возможна только при наличии затрат на измерение и обработку информации: демон не может быть абсолютно "бесплатным".
Теперь перенесёмся в XX век, когда Стивен Хокинг показал, что чёрные дыры излучают — вопреки своей репутации объектов, откуда ничто не может вырваться. Это явление, сегодня известное как излучение Хокинга, возникает благодаря квантовым флуктуациям вблизи горизонта событий, где пары виртуальных частиц могут быть разделены гравитацией: одна падает в чёрную дыру, а вторая уходит наружу.
При ближайшем рассмотрении процесс очень напоминает работу демона Максвелла:
Вакуум рождает случайные пары частица–античастица.
Геометрия пространства-времени вблизи горизонта событий действует как естественный фильтр, разделяя частицы по признаку их энергии.
Внутрь может упасть частица с отрицательной энергией, что приводит к уменьшению массы чёрной дыры.
Наружу уходит частица с положительной энергией, которая становится частью наблюдаемого теплового спектра излучения.
То есть без всякого измерения и осознанного выбора происходит сортировка частиц по энергиям, с термодинамическими последствиями — практически ровно тем, что демон Максвелла пытался бы реализовать в коробке с газом.
Почему это не нарушает законы физики? В отличие от демона Максвелла, горизонт событий чёрной дыры не измеряет и не выбирает. Он просто структурирует пространство-время так, что частицы с определёнными свойствами могут уйти наружу, а другие — нет.
Это не разумная система, а естественный квантово-гравитационный механизм, подчиняющийся всем законам термодинамики. Более того, излучение Хокинга имеет строго определённую температуру, зависящую от массы чёрной дыры, и удовлетворяет второму закону: энтропия внешнего мира растёт.
Почему это важно? Аналогия между излучением Хокинга и демоном Максвелла подчёркивает, насколько глубоко связаны гравитация, квантовая механика и информация. В каком-то смысле, пространство-время само "обрабатывает информацию", определяя, какие состояния допустимы вблизи горизонта.
Хотя формально никто не называет горизонт событий демоном Максвелла, его поведение удивительно похоже: он отделяет траектории, регулирует поток энергии и формирует тепловое излучение — всё это без наблюдателя, но с результатами, имеющими чёткое информационное и термодинамическое содержание.
Потому излучение Хокинга можно рассматривать как естественную реализацию принципа демона Максвелла — неосознанную, но строго физическую.
Так завтра механику и скажу, что вакуум рождает случайные пары, поэтому треть бака уходит наружу с положительной энергией
Размещено через приложение ЯПлакалъ
Вроде как по последним данным с телескопа мы , наша галактика , находимся в черной дыре . Прочитал на канале где всякие передовые теории и новинки выкладывают.
Самопроизвольное рождение пар частиц и античастиц из вакуума не более чем красивая гипотеза
Черных дыр никто не видел это тоже только теория
Ну а демон сортировщик вообще без комментариев антинаучная хрень
Рождение виртуальных пар — не фантазия, а предсказание квантовой теории поля, подтверждённое, например, эффектом Казимира, коррекциями спектра атомов и другими экспериментами.
Чёрные дыры не «видели» напрямую, но их существование подтверждено: регистрацией гравитационных волн детектором LIGO, изображением тени горизонта событий M87, наблюдаемым движением звёзд у центра галактики, и другими наблюдениями.
А "демон Максвелла" — не персонаж, а полезная метафора для обсуждения связи информации, энергии и термодинамики. Наука часто использует такие образы — потому что они позволяют точно описывать и предсказывать явления.
Это сообщение отредактировал Zur13 - 15 мая 2025 г. в 23:06
Почему античастицы имеют положительные массу? Кто расскажет? Три фундаментальных взаимодействия вроде как смогли объединить, емнип, а гравитация особняком .
Это сообщение отредактировал pchela1972 - 15 мая 2025 г. в 23:07
Как учёные понимают объект:- время? Времени в размерах вселенной и тем более в гравитации не существует вовсе, не те величины вселенной рассматриваем и с точки зрения человеческого разума есть время. Для гравитации :- времени нет, то что случится -это случится, то что случилось Уже случилось и нет сил способных это изменить. Энтропия? Ну да но это будет и будет происходить вечно? Верно но вне времени, черная дыра(?) это просто сгусток гравитации не понятный разуму но объяснимый( так мы думаем?) нет , это не темная материя( темная материя это такая фигня ну чтобы у учёных хоть как то формулы сложились) . Взрыв, разлетелось все к чертям, гравитация собрала, создала материю, материя разлетелась , начала создавать сложные структуры и разлетаются дальше, потом стоп импульсу и гравитация начала собирать опять все в "точку(нет времени в нашем понятии сказать сколько этот процесс занимает), собрались вместе и опять взрыв, так вечно будет, может и соберётся куча молекул и построит вашу личность заново, землю, друзей и да, это вероятно с огромной степенью, но придется отказаться от понятия, - время, оно в этом случае значения не имеет.
Вообще потерю энергии черной дырой можно объяснить и без квантовых эффектов, как мне кажется. Внутри черной дыры в любом случае должен быть излучающий объект, тот же звездный остаток. А его излучение за счет замедления времени должно уходить в длинные волны, но в любом случае покидать ЧД.
В отличие от демона Максвелла, горизонт событий чёрной дыры не измеряет и не выбирает.
С моей профанской точки зрения, там ещё проще: сфера "горизонта событий" - абсолютно тонкая же; поэтому (статистически) половина частиц будет рождаться внутри, половина снаружи (даже если обе!). Статистически закон сохранения нарушен не будет. Подлянка ещё в том, что и частица и античастица обладают одинаковой И ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ массой.
Это сообщение отредактировал murla - 15 мая 2025 г. в 23:39
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
yaplakal.com