Dix théories sur la mort de notre univers. Mort par la chaleur L'idée moderne de la «mort par la chaleur» de l'Univers

Mort thermique de l'univers - hypothétique. l'état du monde auquel son développement devrait conduire du fait de la transformation de toutes les énergies en énergie thermique et de la répartition uniforme de celle-ci dans l'espace ; dans ce cas, l'univers doit arriver à un état d'isotherme homogène. équilibre caractérisé par max. entropie. L'hypothèse de T. avec. dans. est formulé sur la base de l'absolutisation de la deuxième loi de la thermodynamique, selon laquelle l'entropie dans un système fermé ne peut que croître. Pendant ce temps, la deuxième loi de la thermodynamique, bien qu'elle ait une portée très large, a des créatures. restrictions.

Ceux-ci incluent, en particulier, de nombreux processus de fluctuation - le mouvement brownien des particules, l'émergence de noyaux d'une nouvelle phase lors du passage d'une substance d'une phase à une autre, les fluctuations spontanées de température et de pression dans un système à l'équilibre, etc. Même dans les travaux de L. Boltzmann et J. Gibbs, il a été constaté que la deuxième loi de la thermodynamique a une statistique. la nature et la direction des processus qu'elle prescrit n'est en fait que la plus probable, mais pas la seule possible. Dans la théorie de la relativité générale, on montre qu'en raison de la présence de gravitation champs dans l'espace géant. thermodynamique systèmes, leur entropie peut augmenter tout le temps sans qu'ils atteignent un état d'équilibre avec max. valeur d'entropie, car un tel état n'existe pas du tout dans ce cas. L'impossibilité de l'existence de c.-l. L'état d'équilibre absolu de l'Univers est également lié au fait qu'il comprend des éléments structuraux d'un ordre de complexité toujours croissant. Par conséquent, l'hypothèse de T. s. dans. intenable. .

La «mort thermique» de l'Univers, la conclusion erronée que tous les types d'énergie dans l'Univers doivent finalement se transformer en énergie de mouvement thermique, qui sera uniformément répartie sur la substance de l'Univers, après quoi tous les processus macroscopiques s'arrêteront dans ce.

Cette conclusion a été formulée par R. Clausius (1865) sur la base de la deuxième loi de la thermodynamique. Selon la deuxième loi, tout système physique qui n'échange pas d'énergie avec d'autres systèmes (un tel échange est évidemment exclu pour l'Univers dans son ensemble) tend vers l'état d'équilibre le plus probable - vers l'état dit d'entropie maximale. Un tel état correspondrait à "T. Avec." Q. Même avant la création de la cosmologie moderne, de nombreuses tentatives ont été faites pour réfuter la conclusion sur "T. Avec." C. La plus célèbre d'entre elles est l'hypothèse de fluctuation de L. Boltzmann (1872), selon laquelle l'Univers a toujours été dans un état d'équilibre isotherme, mais selon la loi du hasard, tantôt à un endroit, puis à un autre, des écarts par rapport à cet état se produisent parfois; ils se produisent moins fréquemment, plus la zone capturée est grande et plus le degré de déviation est important. La cosmologie moderne a établi que non seulement la conclusion sur « T. Avec." V., mais les premières tentatives pour le réfuter sont également erronées. Cela est dû au fait que des facteurs physiques importants et, surtout, la gravitation n'ont pas été pris en compte. Compte tenu de la gravité, une répartition isotherme homogène de la matière n'est nullement la plus probable et ne correspond pas au maximum d'entropie. Les observations montrent que l'Univers est nettement non stationnaire. Il se dilate et la substance, presque homogène au début de l'expansion, plus tard, sous l'influence des forces gravitationnelles, se décompose en objets séparés, des amas de galaxies, de galaxies, d'étoiles et de planètes se forment. Tous ces processus sont naturels, vont de pair avec la croissance de l'entropie et ne nécessitent pas de violation des lois de la thermodynamique. Même à l'avenir, compte tenu de la gravitation, ils ne conduiront pas à un état isotherme homogène de l'Univers - à «T. Avec." B. L'Univers est toujours non statique et en constante évolution. .

Il est temps d'aborder le deuxième postulat fondamental de la thermodynamique, qui s'appelle deuxième loi de la thermodynamique. La deuxième loi n'est pas démontrable dans le cadre de la thermodynamique classique. Ses formulations sont le résultat d'une généralisation d'expériences, d'observations et d'expérimentations. Essayons d'en parler brièvement et clairement.

Dans le dernier article sur la thermodynamique, nous avons parlé de systèmes thermodynamiques constitués d'un grand nombre de particules. Pour décrire de tels systèmes, les soi-disant fonctions d'état .

Fonction d'état thermodynamique (ou potentiel thermodynamique) est une fonction qui dépend de plusieurs paramètres indépendants qui déterminent l'état du système. Pour que ce soit plus clair, prenons un exemple. L'une des fonctions d'état d'un système est son énergie interne. Cela ne dépend pas de la manière exacte dont le système s'est retrouvé dans cet état.

Un autre concept à connaître est entropie . Pour comprendre la deuxième loi de la thermodynamique, l'entropie est très importante. Et c'est aussi un beau mot qui en met plus d'un dans la stupeur et que vous pouvez flasher en entreprise.

Dans le cas le plus général, entropie est une mesure du caractère aléatoire d'un système

Exemple simple : Disons que vous avez un tiroir à chaussettes. Si toutes les chaussettes de la boîte sont dispersées et mélangées et une à la fois, l'entropie d'un tel système est maximale. Et si les chaussettes sont rassemblées par paires et bien alignées, c'est minime.

En thermodynamique, entropie est une fonction de l'état du système thermodynamique, qui détermine la mesure de la dissipation d'énergie irréversible. Qu'est-ce que ça veut dire? Cela signifie qu'une partie de l'énergie interne du système ne peut pas être convertie en travail mécanique effectué par le système. Par exemple, le processus de conversion de la chaleur en travail mécanique s'accompagne toujours de pertes, à la suite desquelles la chaleur est transformée en d'autres formes d'énergie.

Avec les processus thermodynamiques irréversibles, il augmente, et avec les processus réversibles, il reste constant. Notation mathématique pour l'entropie (S):

Ici, delta Q est la quantité de chaleur fournie ou retirée du système, T est la température du système, dS est le changement d'entropie.

Il existe plusieurs formulations différentes de la deuxième loi de la thermodynamique, et en voici une :

L'entropie d'un système fermé augmente avec tout processus irréversible dans ce système

Puisque nous sommes intéressés à comprendre l'essence des choses, voici une autre définition très simple :

Soit dit en passant, cette formulation de la deuxième loi de la thermodynamique appartient à Rudolf Clausius, qui a introduit le concept entropie .

Et encore une machine à mouvement perpétuel

Après avoir été déçus par l'idée d'une machine à mouvement perpétuel du premier type, les gens n'ont même pas pensé à abandonner. Après un certain temps, une machine à mouvement perpétuel du second type a été inventée, dont le travail était basé sur le transfert de chaleur et ne contredisait pas la loi de conservation de l'énergie. Un tel moteur convertit toute la chaleur reçue des corps environnants en travail. Par exemple, lors de sa mise en œuvre, il était censé obtenir une énorme quantité de chaleur en refroidissant l'océan. Mais heureusement, les choses n'en sont pas venues à refroidir l'océan et à congeler le poisson, car. cette idée contredit la seconde loi de la dynamique. Le rendement d'une machine ne peut être égal à l'unité, de même que la chaleur ne peut être complètement convertie en travail. Ainsi, peu importe vos efforts, il est impossible de créer une machine à mouvement perpétuel du second type, tout comme une machine à mouvement perpétuel du premier type.

La mort thermique de l'univers

Après l'introduction du concept d'entropie par Rudolf Clausius en 1865, de nombreuses disputes, conjectures et théories liées à ce concept ont surgi. L'une d'elles est l'hypothèse de chaleur mort de l'univers, formulée par Clausius lui-même sur la base de la deuxième loi de la thermodynamique.

Cette théorie, formulée par Clausius, dit que l'Univers, comme tout système fermé, tend vers un état d'équilibre thermodynamique, caractérisé par une entropie maximale et l'absence totale de processus macroscopiques, ce qui à son tour donne un sens à la notion de temps qui nous est familière. . Selon Clausius : L'énergie du monde reste constante. L'entropie du monde tend vers le maximum" . Cela signifie que lorsque l'Univers atteindra un état d'équilibre thermodynamique, tous les processus s'arrêteront et le monde plongera dans un état de "mort thermique". La température en tout point de l'Univers sera la même, il n'y aura plus de raisons pouvant provoquer l'apparition de processus.

Le concept de la mort thermique de l'univers était assez répandu dans un passé récent et a fait l'objet de discussions actives. Ainsi, dans le livre de Jeans "Univers around us" (1932) on peut trouver les lignes suivantes concernant la mort thermique de l'Univers : « L'univers ne peut pas exister éternellement ; tôt ou tard, le moment viendra où son dernier erg d'énergie atteindra le plus haut degré sur l'échelle de l'utilité décroissante, et à ce moment la vie active de l'Univers devra cesser..

Lors de la dérivation de sa théorie, Clausius a eu recours dans son raisonnement aux extrapolations suivantes (approximations):

1. L'Univers est considéré comme un système fermé.
2. L'évolution du monde peut être décrite comme un changement de ses états.

Fait intéressant : le raisonnement sur la mort par la chaleur a permis à l'église de déclarer que d'un point de vue scientifique (y compris grâce à la théorie de Clausius) il est possible de trouver des prémisses indiquant l'existence de Dieu. Ainsi, en 1952, lors d'une réunion de "l'Académie pontificale des sciences", le pape Pie XII a déclaré dans son discours : "La loi de l'entropie, découverte par Rudolf Clausius, nous a donné l'assurance que les processus naturels spontanés sont toujours associés à une certaine perte de énergie libre utilisable, d'où il s'ensuit que dans un système matériel fermé, à la fin, ces processus à l'échelle macroscopique cesseront un jour. Cette triste nécessité... témoigne avec éloquence de l'existence d'un Etre Nécessaire.

Réfutation de la théorie de la mort thermique de l'Univers

Comme indiqué ci-dessus par Clausius, certaines extrapolations ont été utilisées dans la dérivation de sa théorie. Aujourd'hui, malgré certaines difficultés, on peut dire sans se tromper que de telles conclusions ne sont pas scientifiques. Le fait est qu'il y a certains limites d'applicabilité de la deuxième loi de la thermodynamique: inférieure et supérieure. Ainsi, la deuxième loi de la thermodynamique ne peut s'appliquer pour décrire des microsystèmes dont les dimensions sont comparables à celles des molécules, et pour des macrosystèmes constitués d'un nombre infini de particules, c'est-à-dire pour l'univers dans son ensemble.

En fait, le premier scientifique qui a établi la nature statistique de la deuxième loi de la thermodynamique et opposé l'hypothèse dite de fluctuation à la théorie de la mort thermique de l'Univers était l'éminent physicien matérialiste Boltzmann. Il existe une formule de Boltzmann qui permet de donner une interprétation statistique de la deuxième loi de la thermodynamique

Ici S est l'entropie du système, k est la constante de Boltzmann, P est la probabilité thermodynamique de l'état, qui détermine le nombre de micro-états du système correspondant à un macro-état donné. Selon la formule de Boltzmann,

Autrement dit, la probabilité thermodynamique de l'état d'un système isolé pour tous les processus qui s'y déroulent ne peut pas diminuer. Cependant, depuis pour les systèmes constitués d'un nombre infini de particules, tous les états seront également probables, la relation ci-dessus n'est pas applicable à l'Univers. Dans de tels systèmes, il existe d'importantes fluctuation(fluctuation - écart de la valeur réelle d'une certaine quantité par rapport à sa valeur moyenne), qui sont des écarts par rapport à la deuxième loi de la thermodynamique. Selon Boltzmann, l'état d'équilibre thermodynamique n'est que le plus commun et le plus probable ; parallèlement à cela, des fluctuations arbitrairement importantes peuvent survenir spontanément dans un système d'équilibre. C'est-à-dire que dans l'Univers, qui est dans un état d'équilibre thermodynamique, des fluctuations surviennent constamment, et l'une de ces fluctuations est la région de l'espace dans laquelle nous nous trouvons.

L'approche moderne rejette inconditionnellement la théorie de la mort thermique de l'Univers. Compte tenu du grand âge de l'Univers et du fait qu'il n'est pas dans un état de mort thermique, nous pouvons conclure qu'il existe des processus dans l'Univers qui empêchent la croissance de l'entropie, c'est-à-dire processus à entropie négative. Cependant, les conclusions de Boltzmann selon lesquelles l'état d'équilibre thermodynamique prévaut dans l'Univers sont de plus en plus contredites par le matériel expérimental croissant de l'astronomie. La matière a la capacité jamais perdue de concentrer l'énergie et de transformer une forme de mouvement en une autre. Par exemple, le processus de formation des étoiles à partir de matière diffusée obéit à certaines lois et ne peut être réduit aux seules fluctuations aléatoires de la répartition de l'énergie dans l'Univers.

Chers amis! Aujourd'hui, nous avons découvert, si possible, ce que signifie le concept d'entropie pour la deuxième loi de la thermodynamique, appris qu'une machine à mouvement perpétuel du deuxième type est impossible, et nous nous sommes également réjouis que la mort thermique de l'Univers ne se produise pas après tout. Nous espérons, comme toujours, que vous avez aimé notre article, dans lequel nous avons essayé de parler de thermodynamique de manière simple, compréhensible et intéressante. Nous vous souhaitons du succès dans vos études et nous vous rappelons que nous sommes toujours prêts à suggérer, aider, conseiller et assumer une partie de la charge de travail. nos spécialistes. Apprenez et profitez de votre vie!

"Le soleil deviendra sombre, comme un sac, et la lune ne donnera pas sa lumière... Les forces du ciel trembleront et tous les éléments s'éteindront..." Ces mots ont été prononcés il y a environ deux mille ans, décrivant en images artistiques comment le la fin des temps ou la mort thermique de l'Univers se produira. Mais dix-huit siècles se sont écoulés avant que les chercheurs n'abordent l'étude de ce problème d'un point de vue scientifique. En fait, dès que l'humanité a découvert les bases, cette question devait se poser tôt ou tard. Logiquement, si un principe naturel fonctionne dans un système fermé, pourquoi ne pas supposer que cette même tendance fonctionne par rapport à l'univers entier ?

L'hypothèse de la mort thermique de l'Univers a été avancée pour la première fois par William Thompson en 1852, mais plus tard, en 1865, elle a été formulée plus en détail par R. Clausius. Il a extrapolé à l'espace Selon cette règle, tout système fermé tend à s'équilibrer lorsque l'énergie de rayonnement se transforme en chaleur. La "mort" survient lorsque le niveau maximum d'entropie est atteint. A ce moment, aucun échange d'énergie ne se produit, puisque la totalité de celle-ci passe en chaleur. Et puisqu'il n'y a aucune raison de supposer qu'il existe autre chose que le cosmos, alors, conclut Clausius, notre univers peut également être considéré comme un système fermé, et la même loi y opère.

Naturellement, ni Thompson ni Clausius n'ont même supposé que la mort thermique de l'Univers se produirait bientôt, cependant, les prévisions de même la très lointaine fin du monde ont fait beaucoup de bruit dans la communauté scientifique et ont donné lieu à diverses réfutations d'une telle hypothèse. . En 1872, le scientifique L. Boltzmann a proposé la théorie des fluctuations. Selon elle, notre univers est trop vaste et complexe pour mourir d'une mort aussi simple. Il a toujours été et sera toujours dans un état d'équilibre isotherme, mais dans ses différentes parties, il y a constamment et il y aura toujours des écarts par rapport à cet état. Autrement dit, de telles surtensions, les émissions d'énergie ne permettront pas au mécanisme de transfert de toute l'énergie de l'univers en énergie thermique de démarrer.

La science moderne n'a ni confirmé ni réfuté l'hypothèse selon laquelle la mort thermique de l'Univers viendra inévitablement. Le concept du Big Bang, qui s'est produit il y a environ 14 milliards d'années et a donné naissance à tout, ne prouve pas encore que seule l'action d'une variable agit dans l'espace. L'action d'une variable doit également être prise en compte. La théorie de Friedman mérite une attention particulière : l'Univers rempli de matière gravitationnelle n'est pas stationnaire, il se dilate ou se rétrécit. Et si tel est le cas, l'entropie toujours croissante ne conduit pas le système dans son ensemble à

La mort thermique de l'Univers peut également être remise en cause du point de vue de la théorie de la relativité générale. Nous savons encore trop peu de choses sur notre monde pour juger avec une certitude absolue si notre monde est fermé et si quelque chose d'autre existe en dehors de lui. Peut-être que d'autres forces et systèmes externes agissent dessus ? Les lois de la physique telles que nous les connaissons n'ont pas à s'appliquer à l'échelle du cosmos illimité, disent les partisans de l'éternité du rayonnement dans l'univers. Les étoiles s'allument et s'éteignent, mais le système lui-même est en équilibre, ce qui n'entraîne cependant pas la mort thermique de tout.

Malgré le fait que le concept de la disparition possible de l'Univers n'est ni confirmé ni réfuté par la science moderne, cette question a commencé à inquiéter non seulement les "physiciens", mais aussi les "paroliers". Les auteurs de science-fiction s'inspirent surtout de la mort possible de tous les êtres vivants. Ainsi, Isaac Asimov a littéralement prédit la fin effrayante de toute vie dans son histoire "La dernière question". La mort par la chaleur de toutes les matières organiques a constitué la base des intrigues de nombreux dessins animés et séries animées japonaises.

Il s'agit d'une théorie avancée par R. Clausius en 1865, selon laquelle l'Univers est considéré comme un système fermé, donc, selon la deuxième loi de la thermodynamique, l'entropie de l'Univers tend vers un maximum, à la suite de quoi tous les processus macroscopiques doivent s'y arrêter avec le temps.

L'Univers : disputes sur un système fermé et ouvert

Pour commencer, rappelons quelle est l'essence de la deuxième loi de la thermodynamique : lorsque des processus irréversibles se produisent dans un système fermé, l'entropie du système augmente. A titre de comparaison: dans les systèmes non fermés, l'entropie peut à la fois augmenter et diminuer, et également rester inchangée.

Revenons à notre univers. L'Univers, selon Clausius, est incontestablement un système fermé, puisqu'il n'échange pas d'énergie avec d'autres systèmes (après tout, il n'y a pas d'autre Univers en dehors du nôtre ?). En tant que système fermé, l'Univers tend vers un état d'équilibre - un état avec un maximum d'entropie. Ainsi, tous les processus se produisant dans l'Univers doivent tôt ou tard s'estomper, s'arrêter.

Pourquoi critiquer la théorie de la mort thermique de l'univers ?

La critique de la théorie de la mort thermique de l'Univers repose principalement sur l'affirmation que, malgré la logique des arguments, la mort thermique ne s'est pas encore produite. Cependant, les scientifiques sont divisés sur l'avenir de notre univers.

L'hypothèse est fausse car :

1 version :

Certains scientifiques soutiennent que la mort thermique de l'Univers est impossible, car la deuxième loi de la thermodynamique est incorrecte ou simplement inexacte, car elle ne s'applique pas à l'ensemble de l'Univers. Le fait est qu'un état avec un maximum d'entropie ne peut être perçu que comme un idéal, puisque la loi d'augmentation de l'entropie n'est pas absolue (mais est soumise à des lois probabilistes). En d'autres termes, en raison de fluctuations aléatoires (oscillations), l'entropie dans le système sera toujours inférieure au maximum.

2 version :

Un autre argument contre la théorie de Clausius est la compréhension de l'Univers comme infini, donc il ne peut pas être appelé un système fermé ou ouvert (puisque ces critères sont utilisés pour les objets finis). Par conséquent, il est tout à fait logique de supposer que dans des conditions d'infini, la deuxième loi de la thermodynamique n'est pas applicable en principe ou doit être complétée.

Dans tous les cas, les connaissances sur l'univers sont encore négligeables, de sorte que toute prédiction sur l'avenir de l'univers ne reste que des conjectures. Par exemple, aujourd'hui, parmi les scientifiques, il y a aussi des partisans de la théorie de la mort thermique de l'Univers, qui soutiennent qu'un tel scénario de développement des événements doit être considéré sur un pied d'égalité avec les autres, car l'humanité ne peut toujours pas dire avec certitude si le L'univers est infini, ou s'il est encore fini. , il peut donc être compris comme un système fermé.

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Introduction
La mort thermique de l'Univers (TSV) est la conclusion que tous les types d'énergie dans l'Univers doivent finalement se transformer en énergie de mouvement thermique, qui sera uniformément répartie sur la substance de l'Univers, après quoi tous les processus macroscopiques s'arrêteront dans ce.
Cette conclusion a été formulée par R. Clausius (1865) sur la base de la deuxième loi de la thermodynamique. Selon la deuxième loi, tout système physique qui n'échange pas d'énergie avec d'autres systèmes (un tel échange est évidemment exclu pour l'Univers dans son ensemble) tend vers l'état d'équilibre le plus probable - vers l'état dit d'entropie maximale.
Un tel état correspondrait à T.S.V. Même avant la création de la cosmologie moderne, de nombreuses tentatives ont été faites pour réfuter la conclusion sur T.S.W. La plus célèbre d'entre elles est l'hypothèse de fluctuation de L. Boltzmann (1872), selon laquelle l'Univers est éternellement dans un état isotherme d'équilibre, mais selon la loi du hasard, tantôt à un endroit, puis à un autre, des écarts à cet état état se produisent parfois; ils se produisent moins fréquemment, plus la zone capturée est grande et plus le degré de déviation est important.
La cosmologie moderne a établi que non seulement la conclusion sur le TSV est erronée, mais que les premières tentatives pour la réfuter sont également erronées. Cela est dû au fait que des facteurs physiques importants et, surtout, la gravitation n'ont pas été pris en compte. Compte tenu de la gravité, une répartition isotherme homogène de la matière n'est nullement la plus probable et ne correspond pas au maximum d'entropie.
Les observations montrent que l'Univers est nettement non stationnaire. Il se dilate et la substance, presque homogène au début de l'expansion, plus tard, sous l'influence des forces gravitationnelles, se décompose en objets séparés, des amas de galaxies, de galaxies, d'étoiles et de planètes se forment. Tous ces processus sont naturels, vont de pair avec la croissance de l'entropie et ne nécessitent pas de violation des lois de la thermodynamique. Même à l'avenir, compte tenu de la gravité, ils ne conduiront pas à un état isotherme homogène de l'Univers - à T.S.V. L'univers est toujours non statique et en constante évolution.
Le paradoxe thermodynamique en cosmologie, formulé dans la seconde moitié du 19ème siècle, n'a cessé d'exciter la communauté scientifique depuis lors. Le fait est qu'il touchait aux structures les plus profondes de l'image scientifique du monde. Bien que de nombreuses tentatives pour résoudre ce paradoxe n'aient toujours abouti qu'à des succès partiels, elles ont généré des idées, des modèles et des théories physiques nouveaux et non triviaux. Le paradoxe thermodynamique est une source inépuisable de nouvelles connaissances scientifiques. Dans le même temps, sa formation scientifique s'est avérée empêtrée dans de nombreux préjugés et des interprétations complètement erronées.
Nous avons besoin d'un nouveau regard sur ce problème apparemment bien étudié, qui acquiert une signification non conventionnelle dans la science classique tardive.
1. L'idée de la mort thermique de l'univers
1.1 L'émergence de l'idée de T.S.V.
La menace de la mort thermique de l'Univers, comme nous l'avons dit plus haut, s'est exprimée au milieu du XIXe siècle. Thomson et Clausius, lors de la formulation de la loi d'augmentation de l'entropie dans les processus irréversibles. La mort thermique est un tel état de la matière et de l'énergie dans l'Univers où les gradients des paramètres qui les caractérisent ont disparu.
Le développement du principe d'irréversibilité, le principe d'entropie croissante, a consisté à étendre ce principe à l'Univers dans son ensemble, ce qui a été fait par Clausius.
Ainsi, selon la deuxième loi, tous les processus physiques se déroulent dans le sens du transfert de chaleur des corps les plus chauds vers les moins chauds, ce qui signifie que le processus d'égalisation de la température dans l'Univers se poursuit lentement mais sûrement. Par conséquent, dans le futur, on s'attend à la disparition des différences de température et à la transformation de toute l'énergie mondiale en énergie thermique, uniformément répartie dans l'Univers. La conclusion de Clausius était la suivante :
1. L'énergie du monde est constante
2. L'entropie du monde tend vers le maximum.
Ainsi, la mort thermique de l'Univers signifie l'arrêt complet de tous les processus physiques en raison de la transition de l'Univers vers un état d'équilibre avec une entropie maximale.
Boltzmann, qui a découvert le lien entre l'entropie S et le poids statistique P, croyait que l'état inhomogène actuel de l'Univers est une fluctuation grandiose*, bien que sa survenue ait une probabilité négligeable. Les contemporains de Boltzmann n'ont pas reconnu ses opinions, ce qui a conduit à de sévères critiques de son travail et, apparemment, a conduit à la maladie et au suicide de Boltzmann en 1906.
En ce qui concerne les formulations originales de l'idée de la mort thermique de l'Univers, on peut voir qu'elles ne correspondent pas en tous points à leurs interprétations bien connues, à travers le prisme desquelles ces formulations sont généralement perçues par nous. Il est d'usage de parler de la théorie de la mort par la chaleur ou du paradoxe thermodynamique de W. Thomson et R. Clausius.
Mais, premièrement, les pensées correspondantes de ces auteurs ne coïncident pas en tout, et deuxièmement, les déclarations ci-dessous ne contiennent ni théorie ni paradoxe.
W. Thomson, analysant la tendance générale à dissiper l'énergie mécanique qui se manifeste dans la nature, ne l'a pas étendue à l'ensemble du monde. Il a extrapolé le principe de l'augmentation de l'entropie uniquement aux processus à grande échelle se produisant dans la nature.
Au contraire, Clausius a proposé une extrapolation de ce principe précisément à l'Univers dans son ensemble, qui agissait pour lui comme un système physique englobant tout. Selon Clausius, "l'état général de l'Univers doit changer de plus en plus" dans le sens déterminé par le principe d'entropie croissante et, par conséquent, cet état doit continuellement se rapprocher d'un état limite Fluctuations et le problème des frontières physiques de la 2ème Loi de la thermodynamique. Peut-être pour la première fois, l'aspect thermodynamique en cosmologie a été identifié par Newton. C'est lui qui a remarqué l'effet de "friction" dans le mouvement d'horlogerie de l'univers - une tendance qu'au milieu du XIXème siècle. appelé l'augmentation de l'entropie. Dans l'esprit de son temps, Newton a fait appel à l'aide du Seigneur Dieu. C'est lui qui fut nommé par Sir Isaac pour surveiller le remontage et la réparation de ces « montres ».
Dans le cadre de la cosmologie, le paradoxe thermodynamique a été reconnu au milieu du XIXe siècle. La discussion sur le paradoxe a donné lieu à un certain nombre d'idées brillantes d'une grande portée scientifique (l'explication de "Schrödinger" par L. Boltzmann de l'"anti-entropie" de la vie ; son introduction des fluctuations dans la thermodynamique, dont les conséquences fondamentales en physique n'ont pas été épuisées à ce jour ; sa grandiose hypothèse de fluctuation cosmologique, au-delà du cadre conceptuel que la physique dans le problème de la « mort thermique » de l'Univers n'a pas encore dégagé ; une interprétation profonde et innovante, mais néanmoins historiquement limitée de la fluctuation de la Deuxième commencement.
1.2 Un regard sur T.S.W. du XXe siècle
L'état actuel de la science est également incompatible avec l'hypothèse de la mort thermique de l'Univers.
Tout d'abord, cette conclusion est pertinente pour un système isolé, et on ne sait pas pourquoi l'Univers peut être attribué à de tels systèmes.
Il existe un champ gravitationnel dans l'Univers, qui n'a pas été pris en compte par Boltzmann, et il est responsable de l'apparition des Etoiles et des Galaxies : les forces gravitationnelles peuvent conduire à la formation d'une structure à partir du chaos, peuvent donner naissance à des Etoiles à partir du Cosmique poussière.
La poursuite du développement de la thermodynamique et avec elle l'idée de T.S.V. est intéressante Au cours du XIXe siècle, les principales dispositions (débuts) de la thermodynamique des systèmes isolés ont été formulées. Dans la première moitié du XXe siècle, la thermodynamique s'est développée principalement non pas en profondeur, mais en largeur, différentes sections en sont apparues: thermodynamique technique, chimique, physique, biologique, etc. Ce n'est que dans les années 1940 que des travaux sont apparus sur la thermodynamique des systèmes ouverts proches du point d'équilibre, et dans les années 1980, la synergie est apparue. Cette dernière peut être interprétée comme la thermodynamique des systèmes ouverts éloignés du point d'équilibre.
Ainsi, la science naturelle moderne rejette le concept de "mort thermique" par rapport à l'Univers dans son ensemble. Le fait est que Clausius a recouru dans son raisonnement aux extrapolations suivantes :
1. L'univers est considéré comme un système fermé.
2. L'évolution du monde peut être décrite comme un changement de ses états.
Pour le monde dans son ensemble avec une entropie maximale, cela a du sens, ainsi que pour tout système fini.
Mais la légitimité de ces extrapolations en soi est hautement douteuse, bien que les problèmes qui leur sont associés présentent également des difficultés pour la science physique moderne.
2. La loi de l'entropie croissante
2.1 Dérivation de la loi d'entropie croissante
Nous appliquons l'inégalité de Clausius pour décrire le processus thermodynamique circulaire irréversible illustré à la figure 1.
Riz. une.
Processus thermodynamique circulaire irréversible
Que le processus soit irréversible et que le processus soit réversible. Alors l'inégalité de Clausius pour ce cas prend la forme (1)
Comme le processus est réversible, on peut utiliser la relation qui donne
La substitution de cette formule dans l'inégalité (1) nous permet d'obtenir l'expression (2)
La comparaison des expressions (1) et (2) nous permet d'écrire l'inégalité suivante (3) dans laquelle le signe égal a lieu si le processus est réversible, et le signe est plus grand que si le processus est irréversible.
L'inégalité (3) peut aussi s'écrire sous forme différentielle (4)
Si l'on considère un système thermodynamique adiabatiquement isolé, pour lequel, alors l'expression (4) prend la forme ou sous forme intégrale.
Les inégalités résultantes expriment la loi d'augmentation d'entropie, qui peut être formulée comme suit :
2.2 Possibilité d'entropie dans l'Univers
Dans un système thermodynamique adiabtiquement isolé, l'entropie ne peut pas diminuer : soit elle est conservée si seuls des processus réversibles se produisent dans le système, soit elle augmente si au moins un processus irréversible se produit dans le système.
L'énoncé écrit est une autre formulation de la seconde loi de la thermodynamique.
Ainsi, un système thermodynamique isolé tend vers la valeur maximale d'entropie, à laquelle un état d'équilibre thermodynamique s'installe.
Il convient de noter que si le système n'est pas isolé, une diminution de l'entropie y est possible. Un exemple d'un tel système est, par exemple, un réfrigérateur classique, à l'intérieur duquel une diminution de l'entropie est possible. Mais pour de tels systèmes ouverts, cette diminution locale de l'entropie est toujours compensée par une augmentation de l'entropie dans l'environnement, qui dépasse sa diminution locale.
Le paradoxe formulé en 1852 par Thomson (Lord Kelvin) et appelé par lui l'hypothèse de la mort thermique de l'Univers est directement lié à la loi d'augmentation de l'entropie. Une analyse détaillée de cette hypothèse a été menée par Clausius, qui jugeait légitime d'étendre la loi d'augmentation de l'entropie à tout l'Univers. En effet, si l'on considère l'Univers comme un système thermodynamique adiabatiquement isolé, alors, compte tenu de son âge infini, basé sur la loi d'augmentation de l'entropie, on peut conclure qu'il a atteint son entropie maximale, c'est-à-dire l'état d'équilibre thermodynamique. Mais dans l'Univers qui nous entoure vraiment, cela n'est pas observé.
3. La mort thermique de l'Univers dans l'image scientifique du Monde
3.1 Paradoxe thermodynamique
Le paradoxe thermodynamique en cosmologie, formulé dans la seconde moitié du 19ème siècle, n'a cessé d'exciter la communauté scientifique depuis lors. Le fait est qu'il touchait aux structures les plus profondes de l'image scientifique du monde.
Bien que de nombreuses tentatives pour résoudre ce paradoxe n'aient toujours abouti qu'à des succès partiels, elles ont généré des idées, des modèles et des théories physiques nouveaux et non triviaux. Le paradoxe thermodynamique est une source inépuisable de nouvelles connaissances scientifiques. Dans le même temps, sa formation scientifique s'est avérée empêtrée dans de nombreux préjugés et des interprétations complètement erronées. Nous avons besoin d'un nouveau regard sur ce problème apparemment bien étudié, qui acquiert une signification non conventionnelle dans la science post-non classique.
La science post-non classique, tout d'abord la théorie de l'auto-organisation, résout le problème de la direction des processus thermodynamiques dans la nature d'une manière sensiblement différente de la science classique ou non classique; cela trouve son expression dans l'image scientifique moderne du monde (SCM).
Comment le paradoxe thermodynamique est-il réellement apparu en cosmologie ? Il est aisé de voir qu'elle a en fait été formulée par les adversaires de Thomson et Clausius, qui voyaient une contradiction entre l'idée de la mort thermique de l'Univers et les principes fondamentaux du matérialisme sur l'infinité du monde dans l'espace et dans le temps. . Les formulations du paradoxe thermodynamique que l'on rencontre chez divers auteurs sont extrêmement similaires, presque totalement identiques. "Si la doctrine de l'entropie était correcte, alors la "fin" du monde supposée par elle devrait correspondre au "début", le minimum d'entropie, lorsque la différence de température entre les parties séparées de l'Univers serait la plus grande .
Quelle est la nature épistémologique du paradoxe considéré ? Tous les auteurs cités, en effet, lui attribuent un caractère philosophique et idéologique. Mais en fait, deux niveaux de connaissance se mêlent ici, qu'il convient de distinguer de notre point de vue moderne. Le point de départ fut néanmoins l'émergence d'un paradoxe thermodynamique au niveau de NCM, auquel Clausius procéda à son extrapolation de l'augmentation du principe d'entropie à l'Univers. Le paradoxe agissait comme une contradiction entre la conclusion de Clausius et le principe de l'infinité du monde dans le temps, selon la cosmologie de Newton. Au même niveau de connaissance, d'autres paradoxes cosmologiques sont apparus - photométriques et gravitationnels, et leur nature épistémologique était très similaire.
"En effet, la mort thermique de l'Univers, même si elle s'est produite dans un futur lointain, même dans des milliards ou des dizaines de milliards d'années, limite encore "l'échelle de temps" du progrès humain".
3.2 Paradoxe thermodynamique dans les modèles cosmologiques relativistes
Une nouvelle étape dans l'analyse du paradoxe thermodynamique en cosmologie est déjà associée à la science non classique. Il couvre les années 30 - 60 du XXe siècle. Sa caractéristique la plus spécifique est la transition vers le développement de la thermodynamique de l'Univers dans le cadre conceptuel de A.A. Friman. Les deux versions modernisées du principe de Clausius et le nouveau modèle de Tolman ont été discutés, dans lequel l'évolution irréversible de l'Univers est possible sans atteindre le maximum d'entropie. Le modèle de Tolman a finalement prévalu dans l'acceptation de la communauté scientifique, bien qu'il ne réponde pas à certaines des questions "difficiles". Mais parallèlement, se développait également une « approche anti-entropie » semi-classique, dont le seul but était de réfuter à tout prix le principe de Clausius, et l'abstraction initiale était l'image d'un infini et « éternellement jeune », comme le dit Tsiolkovsky. ça, Univers. Sur la base de cette approche, un certain nombre de schémas et de modèles «hybrides», pour ainsi dire, ont été développés, qui se caractérisaient par une combinaison plutôt artificielle non seulement d'idées anciennes et nouvelles dans le domaine de la thermodynamique de l'Univers, mais aussi les fondements de la science classique et non classique.
"Dans les années 1930 et 1940, l'idée de la mort par la chaleur de l'Univers a continué à jouir de la plus grande influence parmi les partisans de la cosmologie relativiste. Les partisans énergiques du principe de Clausius étaient, par exemple, A. Eddington et J. Jeans, qui ont parlé à plusieurs reprises à la fois de la signification physique de ce problème et de sa «dimension humaine». La conclusion de Clausius a été traduite par eux en une image non classique du monde et à certains égards adaptée à celle-ci.
Tout d'abord, l'objet de l'extrapolation a changé - l'Univers dans son ensemble.
Une grande résonance (et de multiples citations) fut provoquée dans les années 50 par la discussion aujourd'hui presque oubliée sur les problèmes de la thermodynamique de l'Univers entre K.P. Stanyukovich et I.R. Plotkine. Tous deux considèrent les propriétés statistiques-thermodynamiques du modèle de l'Univers similaire à l'Univers de Boltzmann, c'est-à-dire coïncider avec l'objet étudié. De plus, tous deux croyaient que les problèmes de la thermodynamique de l'Univers pouvaient être analysés indépendamment de la relativité générale, qui n'introduisait pas de contenu nouveau dans la loi d'augmentation de l'entropie.
Mais parallèlement aux tentatives déclarées de « surmonter » l'hypothèse de Boltzmann, des versions modernisées de cette hypothèse elle-même ont également été développées. Le plus célèbre d'entre eux appartient à Ya.P. Terletski.
Les schémas hybrides et les modèles de résolution du paradoxe thermodynamique en cosmologie ont suscité un intérêt considérable dans les années 1950 et 1960, principalement dans notre pays. Ils ont été discutés lors d'une des réunions sur la cosmogonie (Moscou, 1957), lors de symposiums sur les problèmes philosophiques de la théorie de la relativité d'Einstein et de la cosmologie relativiste (Kyiv, 1964, 1966), etc., mais les références ultérieures à eux sont devenues de plus en plus rares . Cela s'est produit dans une large mesure en raison des changements dans la solution de cette gamme de problèmes obtenus par la cosmologie relativiste et la thermodynamique non linéaire.
3.3 Paradoxe thermodynamique en cosmologie et image post-non classique du monde
Le développement du problème de la thermodynamique de l'Univers a commencé à acquérir des caractéristiques qualitativement nouvelles au cours des années 1980. Parallèlement à l'étude de l'Univers dans le cadre de fondements non classiques, se développe actuellement dans ce domaine une approche qui correspond aux signes d'une science « post-non classique ».
Par exemple, la synergétique, en particulier la théorie des structures dissipatives, permet une compréhension plus profonde des spécificités de notre Univers en tant que système auto-organisé et auto-développé que ce qui était possible dans la science non classique.
La science post-non classique permet d'introduire un certain nombre de points nouveaux dans l'analyse des problèmes de la thermodynamique de l'Univers dans son ensemble. Mais cette question n'a jusqu'ici été discutée que dans les termes les plus généraux. La science post-non classique permet d'introduire un certain nombre de points nouveaux dans l'analyse des problèmes de la thermodynamique de l'Univers dans son ensemble. Mais cette question n'a jusqu'ici été discutée que dans les termes les plus généraux.
L'objectif principal de l'approche basée sur la théorie statistique des processus de non-équilibre, I. Prigogine l'a exprimé comme suit: "... nous nous éloignons d'un Univers fermé dans lequel tout est donné, vers un nouvel Univers, ouvert aux fluctuations , capable de donner naissance à quelque chose de nouveau." Essayons de comprendre cette affirmation dans le contexte de l'analyse des alternatives cosmologiques proposées par M.P. Bronstein.
1. La théorie de I. Prigogine en combinaison avec le développement moderne de la cosmologie, apparemment, est plus compatible avec la compréhension de l'Univers en tant que système de non-équilibre thermodynamiquement ouvert qui est apparu à la suite d'une fluctuation géante du vide physique . Ainsi, à cet égard, la science post-non-classique s'écarte du point de vue traditionnel, partagé par M.P. Bronstein. De plus, lors de l'analyse du comportement de l'Univers dans son ensemble dans la science moderne, il faut apparemment écarter ce que Prigogine a appelé le "mythe directeur de la science classique" - le principe de "prévisibilité illimitée" de l'avenir. Pour les structures dissipatives non linéaires, cela est dû à la nécessité de prendre en compte les "limitations" dues à notre action sur la nature.
Notre connaissance de la thermodynamique de l'Univers dans son ensemble, basée sur l'extrapolation de la théorie statistique des systèmes hors d'équilibre, ne peut pas non plus ignorer la prise en compte directe ou indirecte du rôle de l'observateur.
2. La théorie de I. Prigogine pose le problème des lois et des conditions initiales en cosmologie d'une manière complètement nouvelle, supprime les contradictions entre dynamique et thermodynamique. Du point de vue de cette théorie, il s'avère que l'Univers, comme M.P. Bronstein, peut obéir à des lois asymétriques par rapport au passé et au futur - ce qui ne contredit en rien le principe fondamental de l'augmentation de l'entropie, son extrapolation cosmologique.
3. La théorie de Prigogine - en bon accord avec la cosmologie moderne - réévalue le rôle et la probabilité des fluctuations macroscopiques dans l'Univers, bien que l'ancien mécanisme de ces fluctuations du point de vue moderne soit différent de celui de Boltzmann. Les fluctuations cessent d'être quelque chose d'exceptionnel, elles deviennent une manifestation tout à fait objective de l'émergence spontanée de quelque chose de nouveau dans l'Univers.
Ainsi, la théorie de Prigogine permet de répondre assez facilement à la question qui divise la communauté scientifique depuis près d'un siècle et demi et occupe tant K.E. Tsiolkovsky: pourquoi - contrairement au principe de Clausius - partout dans l'Univers, nous observons non pas les processus de dégradation monotone, mais au contraire les processus de formation, l'émergence de nouvelles structures. Le passage de la "physique de l'existant" à la "physique de l'émergent" s'est produit en grande partie grâce à la synthèse d'idées qui semblaient s'exclure mutuellement dans le cadre conceptuel précédent.
Les idées de Prigogine, conduisant à une révision d'un certain nombre d'idées fondamentales, comme tout ce qui est fondamentalement nouveau dans la science, rencontrent une attitude ambiguë envers elles-mêmes, principalement chez les physiciens. D'une part, le nombre de leurs partisans augmente, d'autre part, on dit que les conclusions de Prigogine sont insuffisamment correctes et justifiées du point de vue de l'idéal d'une théorie physique développée. Ces idées elles-mêmes sont parfois interprétées de manière assez ambiguë ; en particulier, certains auteurs soulignent que l'entropie d'un système peut diminuer au cours du processus d'auto-organisation. Si un tel point de vue est correct, cela signifie qu'il était finalement possible de formuler ces conditions extrêmement spécifiques que K.E. Tsiolkovsky, discutant de la possibilité de l'existence de processus antientropiques dans la nature.
Mais les idées du cosmisme russe, y compris la philosophie spatiale de K.E. Tsiolkovsky, dévoué à ces problèmes, trouve un développement plus direct dans la science post-non-classique.
Par exemple, N.N. Moiseev note qu'au cours de l'évolution de l'Univers, il y a une complication continue de l'organisation des niveaux structurels de la nature, et ce processus est clairement dirigé. La nature, pour ainsi dire, réserve un certain ensemble de types d'organisation potentiellement possibles (c'est-à-dire autorisés dans le cadre de ses lois), et à mesure que le processus mondial unifié se déroule, un nombre croissant de ces structures s'avèrent être « impliquées » dedans. L'esprit et l'activité intelligente devraient être inclus dans l'analyse synthétique générale des processus évolutifs de l'Univers.
Le développement des idées d'auto-organisation, en particulier la théorie des structures dissipatives de Prigogine, associée à la révision des fondements conceptuels de la thermodynamique, a stimulé de nouvelles recherches à ce niveau de connaissance. La thermodynamique statistique, développée dans la physique classique, contient un certain nombre d'incomplétude et d'ambiguïtés, de bizarreries individuelles et de paradoxes - malgré le fait qu'il semble que «tout est en ordre» avec les faits. Mais, selon les recherches de F.A. Tsitsin, même dans une sphère de recherche scientifique aussi établie et clairement «testée par le temps», il y a beaucoup de surprises.
Une comparaison des paramètres caractéristiques des fluctuations, introduite par L. Boltzmann et M. Smoluchowski, prouve l'incomplétude essentielle de l'interprétation statistique "généralement admise" de la thermodynamique. Curieusement, cette théorie est construite en négligeant les fluctuations ! Il en résulte qu'il est nécessaire de l'affiner, c'est-à-dire construction de la théorie de la "prochaine approximation".
Une explication plus cohérente des effets de fluctuation nous oblige à reconnaître les concepts d'équilibre "statistique" et "thermodynamique" comme physiquement non identiques. Il s'avère, en outre, que la conclusion est juste, ce qui est en totale contradiction avec celle "généralement acceptée" : il n'y a pas de lien fonctionnel entre la croissance de l'entropie et la tendance du système à un état plus probable. Il existe aussi des processus dans lesquels la transition des systèmes vers un état plus probable peut s'accompagner d'une diminution de l'entropie ! La prise en compte des fluctuations dans les problèmes de la thermodynamique de l'Univers peut ainsi conduire à la découverte des limites physiques du principe d'augmentation d'entropie. Mais F.A. Tsitsin ne se limite pas dans ses conclusions aux fondements de la science classique et non classique. Il suggère que le principe d'augmentation de l'entropie ne s'applique pas à certains types de systèmes essentiellement non linéaires. Une "concentration de fluctuations" notable dans les biostructures n'est pas exclue. Il est même possible que de tels effets soient enregistrés en biophysique depuis longtemps, mais ils ne sont pas reconnus ou mal interprétés, précisément parce qu'ils sont considérés comme « fondamentalement impossibles ». Des phénomènes similaires peuvent être connus d'autres civilisations spatiales et utilisés efficacement par elles, en particulier dans les processus d'expansion spatiale.
Conclusion
Ainsi, nous pouvons noter que des approches fondamentalement nouvelles de l'analyse du principe de Clausius et de l'élimination du paradoxe thermodynamique en cosmologie ont été formulées dans la science post-non classique. Les perspectives les plus significatives que l'on peut attendre de l'extrapolation cosmologique de la théorie de l'auto-organisation, développée sur la base des idées du cosmisme russe.
Des processus irréversibles dans des systèmes fortement non équilibrés et non linéaires permettent apparemment d'éviter la mort thermique de l'Univers, puisqu'il s'avère être un système ouvert. La recherche de schémas théoriques de processus "anti-entropiques", directement prédits par l'image scientifique du monde, basée sur la philosophie cosmique de K.E. Tsiolkovski; cependant, cette approche n'est partagée que par quelques scientifiques naturels. À travers toute la nouveauté des approches post-non classiques de l'analyse des problèmes de la thermodynamique de l'Univers, cependant, "brillent", les mêmes "thèmes" qui se sont formés dans la seconde moitié du XIXe siècle et générés par le Clausius paradoxe et les discussions autour de lui.
Ainsi, nous voyons que le principe de Clausius est encore une source presque inépuisable d'idées nouvelles dans le complexe des sciences physiques. Néanmoins, malgré l'émergence de modèles et de schémas toujours nouveaux dans lesquels il n'y a pas de mort thermique, aucune résolution "finale" du paradoxe thermodynamique n'a encore été obtenue. Toutes les tentatives pour couper le "nœud gordien" des problèmes associés au principe de Clausius n'aboutissaient invariablement qu'à des conclusions partielles, nullement rigoureuses et définitives, en règle générale plutôt abstraites. Les ambiguïtés qu'ils contenaient ont donné lieu à de nouveaux problèmes, et jusqu'à présent, il y a peu d'espoir que le succès soit atteint dans un avenir prévisible.
D'une manière générale, il s'agit d'un mécanisme tout à fait habituel pour le développement des connaissances scientifiques, d'autant plus que nous parlons d'un des problèmes les plus fondamentaux. Mais loin de tout principe de la science, ainsi que d'aucun fragment de NCM en général, est aussi heuristique que le principe de Clausius. Plusieurs raisons expliquent, d'une part, le caractère heuristique de ce principe, qui ne provoque toujours qu'agacement chez les dogmatiques - peu importe, naturalistes ou philosophes, d'autre part - l'échec de ses détracteurs.
Le premier est la complexité des éventuels « jeux à l'infini » qui s'opposent à ce principe, quels que soient leurs fondements conceptuels.
La deuxième raison est l'utilisation d'un sens inadéquat du terme "univers dans son ensemble" - encore communément compris comme signifiant "tout ce qui existe" ou "la totalité de toutes choses". L'imprécision de ce terme, qui est tout à fait cohérente avec l'imprécision de l'utilisation des sens non expliqués de l'infini, s'oppose vivement à la clarté de la formulation du principe de Clausius lui-même. Le concept d'« Univers » n'est pas spécifié dans ce principe, mais c'est pourquoi il est possible de considérer le problème de son applicabilité à divers univers construits au moyen de la physique théorique et interprétés comme « tout ce qui existe » uniquement du point de vue de cette théorie (modèle).
Et, enfin, la troisième raison: à la fois le principe de Clausius lui-même et les tentatives de résolution du paradoxe thermodynamique avancé sur sa base anticipaient l'une des caractéristiques de la science post-non classique - l'inclusion de facteurs humanistes dans les idéaux et les normes d'explication , ainsi que des connaissances factuelles. L'émotivité avec laquelle le principe de Clausius a été critiqué pendant plus de cent ans, ses diverses alternatives ont été proposées et les schémas possibles de processus anti-entropiques ont été analysés, a peut-être peu de précédents dans l'histoire des sciences naturelles, à la fois classique et non classique. Le principe de Clausius fait explicitement appel à la science post-non classique, qui inclut la « dimension humaine ». Naturellement, dans le passé, cette caractéristique de la connaissance considérée ne pouvait pas encore être véritablement réalisée. Mais maintenant, rétrospectivement, nous trouvons quelques "embryons" des idéaux et des normes de la science post-non-classique dans ces vieilles discussions.
Littérature
1.Concepts des sciences naturelles modernes./ éd. prof. SA Samygin, 2e éd. - Rostov n / a: "Phoenix", 1999. - 580 p.
2. Danilets A.V. Sciences naturelles aujourd'hui et demain - Saint-Pétersbourg : Bibliothèque populaire 1993
3.Dubnishcheva T.Ya.Concepts des sciences naturelles modernes. Novossibirsk: Maison d'édition YuKEA, 1997. - 340 p.
4.Prigozhin I. De l'existant à l'émergence. M. : Nauka, 1985. - 420 p.
5. Remizov A.N. Physique médicale et biologique. - M. : Lycée, 1999. - 280 p.
6. Stanyukovich K.P. A la question de la thermodynamique de l'Univers // Ibid. pages 219-225.
7. Swartz Kl.E. Physique extraordinaire des phénomènes ordinaires. T.1. - M. : Nauka, 1986. - 520 p.
8. À propos du temps humain. - « Savoir c'est pouvoir », n° , 2000, p.10-16
9. Tsitsin FA Le concept de probabilité et de thermodynamique de l'Univers // Problèmes philosophiques de l'astronomie du XXe siècle. M., 1976. S. 456-478.
10. Tsitsin FA Thermodynamique, Univers et fluctuations // Univers, astronomie, philosophie. M., 1988. S. 142-156
11. Tsitsin FA [A la thermodynamique de l'Univers hiérarchisé]// Actes de la 6ème rencontre sur la cosmogonie (5-7 juin 1957). M., 1959. S. 225-227.

N'importe quelle section du cycle de Carnot et le cycle entier dans son ensemble peuvent être parcourus dans les deux sens. Le contournement du cycle dans le sens des aiguilles d'une montre correspond à un moteur thermique, lorsque la chaleur reçue par le fluide de travail est partiellement convertie en travail utile. La dérivation dans le sens antihoraire correspond à appareil de réfrigération lorsqu'une partie de la chaleur est prélevée du réservoir froid et transférée au réservoir chaud en faisant des travaux extérieurs. Par conséquent, un appareil idéal fonctionnant selon le cycle de Carnot est appelé moteur thermique réversible. Les machines frigorifiques réelles utilisent divers processus cycliques. Tous les cycles de réfrigération du diagramme (p, V) sont contournés dans le sens antihoraire. Le schéma énergétique de la machine frigorifique est illustré à la fig. 3.11.5.

Un dispositif de cycle de réfrigération peut servir à deux fins. Si l'effet bénéfique est d'extraire de la chaleur |Q2| à partir de corps refroidis (par exemple, à partir de produits dans la chambre du réfrigérateur), alors un tel appareil est un réfrigérateur conventionnel. L'efficacité du réfrigérateur peut être caractérisée par le rapport

Si l'effet bénéfique est de transférer de la chaleur |Q1| corps chauffés (par exemple, l'air intérieur), alors un tel appareil est appelé pompe à chaleur. Le rendement βT d'une pompe à chaleur peut être défini comme le rapport

par conséquent, βT est toujours supérieur à un. Pour le cycle de Carnot inversé