Entropia është një nga ato koncepte tmerrësisht të thella që përbëjnë thelbin e fushave të tëra të fizikës (në këtë rast, termodinamika) që fatkeqësisht është aq matematikore sa është e vështirë të shpjegohet në gjuhë të thjeshtë. Por ne do ta provojmë.
Sa herë që shoh fjalën entropi, më pëlqen ta zëvendësoj me frazën “duke numëruar numrin e mënyrave që mund të riorganizoj një skenar duke e lënë atë kryesisht të njëjtë.” Kjo është pak kafshatë, jam dakord, dhe kështu do të duhet të bëjë entropia.
Ju ngriheni në mëngjesin e fundjavës dhe vendosni të përballeni më në fund detyrën monumentale të pastrimit të dhomës së gjumit.
Ju merrni, pastroni, palosni dhe hiqni rrobat tuaja. Ju drejtoni çarçafët. Ju pushtoni jastëkët. Ju organizoni sirtarin e të brendshmeve.
Pas disa orësh përpjekjeje, ju qëndroni për të admiruar punën tuaj të dorës, por tashmë mund të ndjeni ndjenjën e shqetësimit në stomak. Pa kaluar shumë kohë, ju thjesht e dini se do të jetë përsëri e çrregullt.
Ju instinktivisht e dini këtë, sepse ekziston vetëm një mënyrë e vetme për të pasur një dhomë të rregullt të përkryer, me një vend për gjithçka dhe gjithçka në vendin e vet.
Ekziston vetëm një mënyrë për të pasur këtë skenar të saktë. Meqenëse tani jeni njohur me fjalën, mund të ndjeheni të lirë ta përdorni: mund të thoni se një dhomë krejtësisht e pastër ka entropi shumë të ulët.
Le të prezantojmë një çrregullim. Merr një çorape të paçiftuar dhe e hedh në dhomën tënde. Tani është e çrregullt.
Dhe mund të vendosni një masë të matshme për këtë rrëmujë. Çorapi juaj i vetmuar mund të jetë në dysheme. Mund të jetë në shtrat. Mund të jetë ngjitur përgjysmë nga një sirtar.
Ka një sërë mënyrash se si mund ta riorganizoni këtë skenar – shfaqjen e një çorape të çrregullt në dhomën tuaj – duke e mbajtur të njëjtën pamje të përgjithshme. Entropia është më e lartë.
Dhe pastaj qeni juaj, ose fëmijët tuaj, ose qeni dhe fëmijët tuaj përplasen në dhomë. Pason kaos.
Asgjë nuk është aty ku supozohet të jetë, dhe ka pothuajse dhe një numër të kufizuar mënyrash për të arritur të njëjtin nivel çrregullimi.
Të entropia – dhe zhgënjimi – është me të vërtetë shumë i lartë.
Fizikanët pëlqejnë përdorimin e entropisë sepse shërben gjithashtu si një mënyrë e dobishme për të koduar informacionin në një sistem.
Pra, duke matur entropinë – një sasi që fizikanët janë shumë të kënaqur me trajtimin – ata gjithashtu mund të marrin një kontroll mbi sasinë e informacionit në një sistem.
Kjo vlen për çdo sistem në univers, si p.sh vrimat e zeza.
Duke filluar nga viti 1981, fizikani Jacob Bekenstein – puna e të cilit nuk na bëri t’i referohemi rrezatimit Bekenstein – zbuloi dy fakte të jashtëzakonshme, jointuitive për vrimat e zeza dhe horizontet e tyre të ngjarjeve.
Një, vëllimi i përfshirë brenda vrimave të zeza përfaqëson sasinë më të madhe absolute të entropisë që mund të ketë çdo vëllim me madhësi të ngjashme në univers.
E thënë ndryshe, vrimat e zeza janë sfera të entropia maksimale. Lëreni të zhytet brenda.
Pavarësisht se sa e rrëmujshme bëhet dhoma juaj, pa marrë parasysh sa e rritni qëllimisht ose pa dashje entropinë e saj, nuk mund ta mposhtni kurrë entropinë e një dhome. vrimë e zezë. Ky fakt duhet të ngrejë menjëherë disa pyetje shqetësuese, por intriguese.
Nga të gjitha krijimet e mrekullueshme në univers, pse natyra zgjodhi vrimat e zeza për të mbajtur entropinë më të madhe? A është kjo thjesht një rastësi, apo po na mëson diçka të vlefshme për lidhjen midis mekanikës kuantike, gravitetit dhe informacionit?
Kjo ndjenjë e shqetësimit dhe eksitimit të binjakëzuar duhet të rritet kur të mësoni faktin e dytë për vrimat e zeza që zbuloi Bekenstein. Kur shtoni informacion në një vrimë të zezë, bëhet më i madh.
Kjo në vetvete nuk është befasuese, por vrimat e zeza – dhe vetëm vrimat e zeza – rriten në atë mënyrë që sipërfaqja e tyre, jo vëllimet e tyre, rriten në proporcion me sasinë e informacionit të ri që kalon në to.
Nëse merrni ndonjë sistem tjetër në univers – një yll që konsumon një planet, ju që konsumoni s cheeseburger – entropia dhe informacioni i sistemit të kombinuar rriten. Po kështu edhe vëllimi (si për yllin ashtu edhe për ju).
Dhe vëllimi rritet proporcionalisht me rritjen e sasisë së informacionit.
Por vrimat e zeza, për disa arsye që ne ende nuk e kuptojmë, sfidojnë këtë pamje intuitive të sensit të përbashkët.
Paul M. Sutter është një kozmolog teorik dhe komunikues shkencor i vlerësuar me çmime. Ai është një profesor kërkimor në Institutin për Shkencën e Avancuar Kompjuterike në Universitetin Stony Brook dhe një studiues i ftuar në Qendrën për Astrofizikën Kompjuterike me Institutin Flatiron në qytetin e Nju Jorkut.
Ky artikull u botua fillimisht nga Universi sot. Lexoni artikull origjinal.
