Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Cosa causa l'entropia?

Leggendo sul "rapporto tra entropia e Dio" ho fatto alcune riflessioni 
sull'entropia e mi sono chiesto quale ne era la causa. Naturalmente non sono 
arrivato a darmi una risposta, però ritengo che la questione sia 
interessante. Naturalmente non chiedo come si calcola o come funziona, ma la 
causa!
Ad esempio se siamo in un campo gravitazionale e vediamo gli oggetti cadere, 
sappiamo che ciò che causa questo fenomeno è la massa che curva lo 
spazio-tempo, ma per l'entropia?
Forse l'entropia è uno dei misteri più grandi dell'universo, è il motore 
stesso della vita e, insieme alla gravità, la causa ultima di ogni altro 
fenomeno manifesto; sembra un fenomeno stranoto, ma non ho mai trovato 
un'ipotesi interessante su ciò che "genera" l'entropia.
Per esempio, esiste un'ipotesi che spieghi l'entropia come l'effetto di una 
particolare geometria spazio-temporale? In effetti sembra esserci una certa 
simmetria fra gli effetti "aggreganti" della gravità e gli effetti opposti 
dell'entropia. Il tempo stesso sembra essere in qualche modo affine 
all'entropia, forse effetti della stessa causa?
Saluti 

 singolo atomo o particella costituente il sistema
Di fatto abbiamo una chiara statistica che rappresenta il comportamento 
globale di un dato insieme di particelle, questa e le espressioni 
matematiche che ne derivano a livello di calcolo sono certo esaustive per la 
stragrande maggioranza degli scopi, ma a livello di causa? Non riesco a 
vedere la causa dell'entropia in relazione con quello che appare un 
particolare "principio di indeterminazione" o meglio un effetto dato dalla 
non computabilità reale di un insieme di molti "corpi" in movimento ed in 
mutua relazione.
Cerco di spiegarmi meglio: prendiamo il solito contenitore diviso in due 
settori, comunicanti fra loro mediante un piccolo foro, e poniamo in uno dei 
due settori un certo numero di molecole di un gas. Se il numero di molecole 
è piccolo, mettiamo 4, la probabilità che queste si ripartiscano equamente 
nei due settori è bassa ma già manifesta (5% ?), al crescere del numero 
delle molecole questa probabilità cresce in modo esponenziale ed il sistema 
diventa incomputabile. Questo comportamento non sembra però causato dalla 
nostra imprecisisa conoscenza sullo stato fisico delle molecole.
Le molecole tendono, pur rispettando globalmente il principio di 
conservazione dell'energia, ad occupare un volume di spazio il più grande 
possibile, o in altri termini ad aumentare i gradi di libertà di movimento, 
una specie di "spinta verso l'esterno". Non è questo un comportamento in 
ultima analisi opposto a quello gravitazionale, che tende ad aggregare verso 
un centro?
Grazie per la risposta e scusatemi le imprecisioni!

Cosa causa la gravità? secondo la teoria della relatività la curvatura dello
spazio-tempo.
Curvatura zero, gravità zero - curvatura tendente ad infinito, buco nero.
Cosa causa l'entropia?
Ordine tendente al massimo, entropia tendente zero - disordine massimo,
entropia massima.
Esempio
Prendi un gas in un contenitore ideale (cioè perfettamente isolato
dall'esterno), se è uniformemente distribuito nel volume del contenitore hai
entropia del sistema gas nel contenitore al massimo. Se tutto il gas si
condensa in un unico punto, che ne so, in un angolo del contenitore,
l'entropia del sistema gas nel contenitore tende a zero.
Tra le due situazioni ci sono tutta una serie di situazioni intermedie che
comportano un valore di entropia conseguente e compreso tra minimo e
massimo.
Le leggi temodinamiche ci dicono che la probabilità maggiore che si realizza
è la prima (massima entropia), ed è facilmente intuibile.
Ma le leggi della meccanica quantistica ci dicono anche che le molecole del
gas all'interno del nostro contenitore ideale, senza interazioni
coll'esterno, possano avere fluttuazioni magari piccole, piccolissime,
dovute ai movimenti casuali delle particelle. Ora può succedere che tutte le
particelle di tutte le molecole del gas (prese da momentanea follia) nello
stesso momento abbiamo queste fluttuazioni tutte dirette verso un unico
punto all'interno del contenitore.
Quindi il gas si comprimerebbe in un unico punto per poi riespandersi fino
ad occupare tutto il contenitore.
La probabilità che questo accada è mostruosamente vicino a zero, se ne rende
conto chiunque.
La probabilità che il gas permanga uniformemente distribuito è invece
vicinissimo a uno.
Entropia bassa il primo caso, entropia alta il secondo.
Ora rimane da chiederci perchè il nostro universo sia nato con una entropia
così bassa e cioè con una probabilità così infinitesimale? ma questa è una
storia lunga e controversa.
vedi anche:
http://www.bo.astro.it/sait/spigolature/spigo102base.html
ciao
Elio Ra
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 Elio Ra
Ciao e grazie per la risposta. 


E se in tutto il discorso incominciassimo a considerare il tempo ?
Tutto sommato l'entropia sembra legata alla freccia del tempo.
Teoricamente il processo fisico dovrrebbe essere reversibile se si cambia la
direzione del tempo?
Il princio di indeterminazione lavora a favore dell'entropia?
Se sě, perchč?
domande toste !!!


 domande toste !!!
Allora, visto che il disorso si fa intrigante, propongo la mia:
Vedo il tuo tempo!
E Rilancio: Strutture! Strutture che si creano dal disordine.
Ecco, cosi' per spiegare al volo
Prendi una pentola. Se sta tranquilla in cucina, lascia sostanzialmente
in equilibrio  l'acqua che contiene: cioe' alla mia vista e ad una
analisi di prima istanza non risultano sostanzialmente situazioni di
moto "violento" [ e' un po' delicato il discorso, ma non voglio
anticipare la conclusione ] per il liquido.
Poi lentamente metto una fiamma... prima bassa bassa...l'acqua va
riscaldandosi....e alla vista, a primo occhio ancora mi va bene pensare
che ci sia una situazione leggermente lontana dall'equilibrio, una
perturbazione....
Ma poi aumento la fiamma... ecco che l'equilibrio se ne va a farsi
benedire....Il caos nella pentola!
Ma non e' cosi'.... a ben guardare noto che nel caos delle turbolenze
sorgono delle strutture ordinate: le celle convettive. Tali celle
convettive sono molto simmetriche, ordinate...insomma quello che
cercavo d'interpretare  con una logica, e che mi sembrava caotico,
diventa chiaro! Cioe' volendo seguire il flusso all'interno del fluido
incappavo nelle turbolenze e mi arrendevo...invece e' bastato attendere
un po' e sono spuntate ste strutture!
La struttura vive poi una sua esistenza... Ma questo e' solo l'inizio!
Da punti di biforcazione, dai quali mi attendo il KAOS totale,
altissima instabilita', approdo a macrostrutture....Il punto e' il
<livello di ispezione> al quale mi pongo per relazionarmi al fenomeno
stesso. Potrei dire che tutto e' costituito su altre cose.... Magari
anche la sociologia e' un fenomeno che ricalca la stessa idea.

 Ecco, cosi' per spiegare al volo
Infatti è proprio questo il discorso più intrigante, il Caos è un fenomeno 
border line, si manifesta nelle situazioni vicino all'equilibrio; se 
consideri la gravità e l'entropia in modo geometrico come due opposti 
tensori, ecco che hai l'equilibrio dove il Caos (e quindi la formazione 
spontanea di strutture) si può manifestare. In fondo la vita stessa è in 
equilibrio fra gravità ed entropia, anche se a prima vista non sembrerebbe; 
però è evidente che se in questo momento istantaneamente non ci fosse più la 
gravità noi esploderemmo a causa dell'entropia! Infatti spesso dimentichiamo 
che siamo "tenuti insieme" da un kg/cm^2 di pressione atmosferica, dovuta 
alla gravità.

collaterale" che mi sfugge, ma quale?
Scusa, ma _per come lo hai scritto_ a me sembra solo un pasticcio
con ben poco senso...
Ciao, Valter
---------------------------------------------------------------------------------
Valter Moretti
Dipartimento di Matematica - Università di Trento
http://www.science.unitn.it/~moretti/home.html

 spontanea di strutture) si può manifestare.
anche qui mi devi spiegare meglio..... hai l'equilibrio sul caos,
oppure hai l'equilibrio sulle strutture che seguirebbero dalla
caoticita'? 
Tensore entropia?....