“Sıfır Entropi”, Diğer Bir Deyişle Cennet

Patent başvurularında bir bölüm vardır ki, artık patent büroları görmekten bıkmasına rağmen mucitler bulmaktan vaz geçmemiştir 🙂 Bunlar devr-i daim, sürekli hareket motorları, dönergeçler, kendiliğinden enerji üreten, mıknatıslı tükettiğini hiç kayıpsız geri alan makinalardır. Bunlardan birisini çizip bir biliminsanına gittiğinizde bezgin bir sesle “Termodinamik kanunlarını duyup duymadığınızı” soracaktır özellikle “2. maddeyi”. Ama bugün bu bezgin sese kulaklarımızı tıkayıp “ya olsaydı, nasıl olurdu?”yu ele alacağız 🙂

sifir entropi

Düşünün kutsal kitaplarda anlatılan bir Cennet var hatta Cennetler ve aslında şu anki bilincimize anlatılamayacağı ama bizim için örneklerle temsili anlatım yapıldığı da belirtiliyor. Hep şunu düşünmüşümdür. Hiç yaşlanmayan insanlar, hiç bitmeyen yemekler, hiç bitmeyen istekler ve her isteğin gerçekleşmesi…

Buna fizik gözünden baktığımızda müthiş bir “Entropi sınavı” olarak karşımıza dikiliyor. Ne demek istiyorum? Her enerji kaynağı bir dönüşüm içindedir. En azından bizim evrenimizde 🙂 Mesela güneş büyük enerji kaynağı olarak termonükleer bir değişimle atom boyutunda sürekli Hidrojen çekirdeklerinin birleşip eriyip potada plazmaya dönüşüp Helyum’a dönüşmesi ile enerji saçıyor ve ne kadar büyük olsa da maddesi bu dönüşüm sonucu enerjisini/kütlesini kaybediyor. Böylece güneş dahi bir gün ölüme gidiyor.

Çevremizdeki her şey ama her şey, zamanın gözle görülür bir etkisi ile ısı kaybediyor hareketten dolayı sürtünme ile sıcaklık kaybediyor enerji kaybediyor ve üretilip kaybedilen enerji diğer bir sistemin enerji kaynağı oluyor.

Kısaca Termodinamik yasaları:

1. yasa: Evrendeki enerjiler yok olmaz sadece birbirine veya işe dönüşür. evrendeki toplam enerji sabittir(istisnai olarak nükleer reaksiyonlarda kütle enerjiye dönüşür, ama evrendeki toplam kütleyi de enerji cinsinden kabul edersek, toplam enerji yine de sabit olur).

2. yasa: Hiçbir cihaz veya sistem aldığı ısıyı tamamen işe dönüştürecek şekilde çalışamaz (%100 verim olmaz). Ayrıca sadece ısıyı bir sıcaklıktan daha yüksek bir sıcaklığa transfer eden bir proses mümkün değildir . Bir de buna ek olarak sen ne yaparsan yap, enerjinin ve kütlenin olduğu her yerde entropi (düzensizlik) mevcuttur ve sürekli olarak evrenin toplam entropisi artar. Eğer hesaplarında bir işin entropi değişimi eksi çıkıyorsa ya bir yerde yanlış yapıyorsundur ya da termodinamik bilimini kökten değiştirmeye aday olmuşsundur (genelde 1. şık geçerli olur).

3. yasa: Mükemmel kristallenmiş bütün maddelerin mutlak sıcaklıktaki (0 kelvin) entropileri sıfırdır. Entropi hesabının temelini oluşturan yasadır.

 

0. yasa (evet sıfırıncı): Eğer iki cisim üçüncü bir cisim ile ısısal denge halinde ise birbirleriyle de ısısal dengededir ve bu nedenle aynı sıcaklıktadır. Sıcaklık ölçümünün temeli bu yasadır. Sıfırıncı olmasının sebebi ise diğer yasalardan sonra çıkmış olması ama diğer yasaların anlaşılabilmesi için gerekli olmasıdır.

Kaynak: İTÜ Sözlük

Tüm kapalı devreler ne yaparsanız yapın bu döngü içinde ve mutlaka ölüme gitmek zorunda ya da hareketsizliğe bozunmaya. Elbette geri dönüşüm ve ekosistem öyle mükemmel bir dengede ki, sistem içindeki kayıplar, diğer organizmaların kazancı olduğundan sistemin bütünü milyonlarca yıl gidebiliyor. Şüphesiz güneş olduğu sürece bu böyle ama baştan söyledik, güneşin enerjisi de bitecek.

Peki evrenin tüm güneşleri sönünce ne olacak? Sonsuz bir karanlık mı çökecek koca evrene? Artık yeni bir enerji kalmadığı için hayat bitecek mi? Koskoca bir tabut mu olacak evren?

evreningenislemesi

Eğer ilk enerji ve büyük patlama (Big Bang) kuramı geçerliliğini sürdürmeye devam ederse temelde bir başlangıç enerjisi evrenle birlikte genişliyor ve sistem kapalı olduğu için bu büyük sahnede enerjinin uçup gidebileceği bir yer yok. Işık olarak güneşten yayılan enerji evrenin bir sınırı varsa sınıra kadar yoksa sonsuza dek gidecek.

Ya evren hep genişliyorsa?, (ki bulgular bunun doğruluğunu gösteriyor) O zaman durum daha da vahim. Çünkü yıldız ışıkları bile bir yere ulaşmak için çok uzun yol almak zorunda kalacak.

Ama evren kapalı bir uzay zaman alansa ve dışında ne var sorusunu komik duruma getirecek bir bütünlük içindeyse ve bir kalp gibi genişledikten sonra daralıyorsa ya da farklı bir hareket halindeyse tüm o güneşlerin ışıkları uzay zaman bükülümüyle geri gelecektir 🙂 Karışık gibi görünse de dünyanın çevresinde dönüp aynı yere gelmekten farksız.

Öyleyse entropiye dönelim. Evren ölçeğindeki entropi artık, felsefik bir anlama bile bürünür. Tüm evrenin yaşamla mücadele eden yaşlandıran ve yok eden gücü.

ENTROPİ NEDİR? (İTÜ SÖZLÜK)
Her bilim dalının kendisine göre yaptığı birbirinden nadide onlarca tanımını bulabileceğiniz şey:

  • Kullanılamaz ısıya dönüşen enerji
  • Bir sistemin bileşenlerinin farklı şekilde ayarlanabildiği durumların toplam sayısının boltzmann sabiti ile çarpımı
  • Bir sistemin düzensizliğinin ölçüsü.
  • Bir sistemin belli bir sıcaklıktaki enerji dağılımın ölçüsü.
  • Geridönüşümsüzlüğün etkisi sonucu sistemin işe dönüştürülebilir enerji kaybı.
  • Sistemin kendiliğinden değişime uğrama eğilimi.
  • Bir sistemin işe dönüştürülemeyen enerjisinin ölçüsü.
  • Bir sistemin atom, iyon veya molekül düzeyindeki düzensizliğinin ölçüsü.

Bu tanımlardan dikkatimizi çekmesi gereken entropinin işe dönüştürülebilir enerjinin kaybı olduğudur. Çünkü bir sistem ne kadar düzensiz ve rastgele ise, bu rastgele durumların birinden diğerine geçmek için bir enerji harcayacaktır. Bu harcanan enerji ise artık hiçbir şekilde geri kazanılamaz. İstatistiksel termodinamik, entropiyi, olasılık hesapları ile bir sistemin sahip olabileceği bu durumların toplam sayısını hesaplayarak hesaplamaya çalışır.Entropi ile ilgili kafa karıştıran durumlardan birisi de denge (bkz: equilibrium) durumunda entropinin en yüksek olmasıdır. denge durumu bazen hatalı bir şekilde durağan bir durum olarak kabul edilir. oysa ki denge durumu, bir sistemin sahip olabileceği en yüksek entropiye ulaştığında elde edilir. denge durumuna ulaşmamış bir sistemin tek amacı dengeye ulaşmaktır. bu da sisteme bazı kısıtlamalar getirir. yani denge durumuna ulaşana kadar sistemin içinde bulunamayacağı durumlar vardır. denge durumuna yaklaştıkça bunların sayısı azalır ve denge durumunda minimum olur.

Kafa karıştıran başka bir konu da sistemin bileşenlerinin entropisinin azalıp artabilirken sistemin toplam entropisinin hep artmasıdır. buzun erimesi örneği bu durumu en basit açıklayan örnektir. 25 santigrad (298 kelvin) sıcaklıktaki bir odada içinde bir bardak dolusu buzlu su olduğunu varsayalım. buzlu suyun sıcaklığı, buzların hepsi eriyene kadar 0 santigrad (273 kevlin) dır. odanın sıcaklığı, yani termal enerjisi daha yüksek olduğu için bir miktar ısı, odadan buzlu suya geçecektir. neden? çünkü evren enerjiyi bir yerde yoğunlaştırmayı sevmez. Mümkün olan her yere her şekilde dağıtmak ister. odadan buzlu suya ısı akışı olurken, buzların hepsi eriyene kadar buzlu suyun sıcaklığı değişmeyecektir. oysa ki buzlu suyun entropisi, suyun katı halden sıvı hale geçmesi için gereken enerjinin, sıcaklığa oranı kadar artacaktır. buzun suya dönüşmesi için gereken enerjiye dq dersek buzlu sudaki entropi artışı dq / 273 kadardır. aynı şekilde odanın entropisi de suyun katı halden sıvı hale geçmesi için gereken enerjinin, sıcaklığa oranı kadar azalacaktır. ancak odanın sıcaklığı buzlu suyun sıcaklığından yüksek olduğu için odanın entropi kaybı, buzlu suyun entropi kazancından düşük olacaktır. yani dq/273, dq/298 den her zaman büyük olacaktır. dolayısı ile oda ve buzlu sudan oluşan sistemin toplam entropisi (dq/273) – (dq/298) miktarınca artmıştır ve bir daha kendiliğinden eski değerine düşmeyecektir.

Bu gözle bakıldığında Cennet tamamen farklı bir katman gibi. Enerji olarak bir boyutun yani fiziksel madde katmanının kural ve sisteminin geçerli olmadığı ve bilimadamlarının sürekli teorik olarak bulduğu evren katmanlarından birisi.

YALE ÜNİVERSİTESİ Temel Fizik Dersi, Entropy ve Termodinamiğin 2. Kanunu Anlatımı

Sıfır Entropi
1. Dune ROMAN serisinde geçen, yiyecekleri falan saklamak içın kullanılan ütopik alet. ama olsa ne süper olur, olur mu? olur..

2. Termodinamiğin üçüncü yasasına göre mutlak sıfır noktasında kristalleşmiş saf maddelerin sahip olduğu entropi.
Kaynak: İTÜ Sözlük

Bu bakışla Cehennem de farklı bir anlama geliyor. Sanki “sonsuz bir entropi”, sürekli bir yıkım hali ve yenilenme, sonra yine sürekli yıkım hali. Sanki bir karadelik içinde uzay zamanın bükülmesi ve onun içinde sonsuza uzanan yolculukta yine sonsuz bir entropi. Çünkü ölümü olmayan sonsuz bir ıstırap mekanı olarak tasvir ediliyor.

black_hole_merger

174px-stephen_hawkingstarchildEvet karadelikleri böyle bakınca içindekiler için sonsuz entropi ama karadeliğin kendisi içinse Termodinamiğin 2. kanunun sonu yani sıfır entropi olarak görüyorum. Sonsuz termodinamik kayıp. Evrendeki enerjiyi çekip uzay zamanı limitsizce uzatan bir uzay zaman bükülmesi.

Eskiden karadelikten hiçbir şeyin dışarı çıkamayacağı bu nedenle kara deliklerin Termodinamik yasalar için “kusursuz kapalı sistem” olduğu düşünülürdü. Ama Stephen Hawking modellerinde karadeliklerden bazen çıkışın bir ışıma şeklinde olduğunu gösterdi. (Stephen Hawking’i ilk kez duyuyorsanız lütfen ama lütfen bu müthiş adamın hayatını okuyun)

Dolayısıyla Termodinamik açısından bu paragraftaki paradoksal cümle oluştu. Anlamadıysanız boşverin, bilimadamları yıllardır boğuşuyor zaten 🙂 Buna göre karadelikler çıkışın bazen mümkün olduğu dipsiz bir kuyu. Ve çoğunlukla Termodinamiğin 2. maddesinin anlamını yitirdiği yerler.

Kara deliklerin entropisi [Kaynak:Vikipedi]
2007’ye kadar saptanmış kara deliklerden en büyük kütleye sahip M33 X-7 1971’de İngiliz fizikçi Stephen Hawking, hangi tür kara delikte olursa olsun, “olay ufku”nun yüzeyinin asla küçülmediğini gösterdi. Bu özellik, entropi (çözülüm, dağılım,yok oluş) rolünü oynayan yüzey bakımından, tümüyle “termodinamiğin ikinci yasası”nı andırmaktadır. Klasik fizik çerçevesinde, termodinamiğin bu yasası bir kara deliğe madde göndererek ve böylece onun kozmozumuzda yok olmasını sağlayarak ihlal edilebilir.

Fizikçi Jacob Bekenstein kara deliğin (doğada doğrulanmamakla birlikte) ufuk yüzeyiyle orantılı olan bir entropiye sahip olduğunu öne sürmüştür. Bekenstein kara deliğin ışınım yaymamasından ve termodinamikle olan ilişkisinin, yalnızca bir benzerlik olup, özelliklerinin fiziksel bir tanımı olmamasından yola çıkıyordu. Bununla birlikte kısa bir süre sonra Hawking, “kuantum alan teorisi”ne dayalı bir hesaplamayla, kara deliklerin entropisi hakkındaki sonucun, basit bir benzerlikten ibaret olmayıp, “kara deliklerin ışınımı”na (Hawking ışınımı) bağlı bir ısıyı tanımlamasının mümkün olduğunu gösterdi.

Kara deliklerin termodinamik denklemleri kullanıldığında, öyle görünüyor ki, kara deliğin entropisi ufkunun yüzeyiyle orantılı bulunmaktadır. Bu, “de Sitter evreni” gibi bir ufuk içeren “kozmolojik örnekler” bağlamında da uygulanabilecek evrensel bir sonuçtur. Buna karşılık, bu entropinin “mikrokanonik topluluk” bakımından açıklanması çözülememiş bir problem olarak kalmaktadır, her ne kadar “string kuramı” kısmi yanıtlar getirmeyi başardıysa da…

Daha sonra kara deliklerin azami entropi cisimleri olduğunu, yani belirli bir yüzeyle sınırlı bir uzay bölgesinin azami entropisinin aynı yüzeye sahip bir kara deliğin entropisine eşit olduğunu gösterdi. Bu saptama fizikçilerden önce Gerard ’t Hooft’u ve daha sonra Leonard Susskind’ı “holografi ilkesi” kavramını ortaya atmaya yöneltti. Bu kavramın dayandığı esas şöyle açıklanabilir: Nasıl bir hologram bir hacimle ilgili enformasyonları basit bir yüzey üzerinde kodlayabiliyor ve böylece o yüzden hareketle üç boyutlu bir kabartma etkisi sağlayabiliyorsa, aynı şekilde, uzaydaki bir bölgenin yüzeyinin tanımı da o bölgenin içeriğiyle ilgili tüm enformasyonu yeniden oluşturmaya imkân sağlamaktadır.

Kara deliklerin entropisinin keşfi, böylece, kara delikler ile termodinamiğin ve “kara delikler termodinamiği”nin arasında son derece derin benzeşim ilişkilerinin kurulmasına olanak sağlamıştır ki, bu da “kuantum çekimi” kuramının anlaşılmasına yardımcı olabilecektir.

649px-blackhole1

Eh bütün bunlardan sonra baktığımızda siz de görmüşsüzdür ki, yaşlanmayı geciktiren kremler, yüz gerdirme operasyonları, çocuk sahibi olmak, binaların restorasyonu, kurumların sürekli personel çıkarıp yeni personel alması, tümü evet tümü entropiyle savaş anlamı taşıyor. Bu yönüyle entropi zamanla kolkola girmiş ölüm anlamına geliyor.

Sevinilecek tek şeyse, evrende maddenin enerjinin korunumu kanunu. Hangi hale gelirse gelsin enerji/madde (aslında ikisi aynı şey) sadece form değiştiriyor.

Geriye tek merak ettiğim şey kalıyor. Evrenin ilk anındaki ilk enerji. Tüm evrenin içinde doğduğu o büyük pandora kutusu. Anın kısa bir bölümünde evreni var eden ışık. Ve zamanla doğan entropi.

Yin ve yang gibi yaşam ve ölüm, yapım ve yıkım bir çarkı döndürmek için birbirlerini izliyorlar. Oyuncular gelip geçiyor ama oyun hep yaşıyor…

Termodinamik yasaların işlerliğinin sona ermesi için çalışan bir çok bilimadamı var. Örneğin bir makinedeki sürtünmeyi azaltmak sıfıra yaklaştırmak demek müthiş karlı bir iş yapmak demek. Çünkü daha az enerji vererek bir motoru döndürebilmek demek bu. Sanki uzayın sürtünmesiz ortamındaymış gibi vakum içindeki bir pervaneyi çalıştırmak gibi hava direncinden hatta yerçekiminden kurtulmak demek bu. Kısacası sıfır entropi aslında en yüksek düzeyde yalıtım demek.

Günlük / Oğuz Atay (Kaynak: Epigraf) 22 Haziran 1976

oguzatayEddington’u (The Nature of the Physical World) okuyorum. Yıllar önce okumuş olduğum ‘entropi’ sorunu yine ilgimi çekti. Benjamin’in Kafka’yı
anlatırken, Eddington’un sözleriyle benzetme yapması ve entropi. Einstein’a göre milyarlarca yıl sonra evren bir ısı ölümüyle karşılaşacak -maksimum entropiye ulaşacak. Bize ne? denebilir. Kafka’nın dehşetinde entropiyi sezmesinin payı var. Ayrıca insan yaşarken ‘sezgi’ ile bu, milyarlarca yıl sonra olacak sıcak ölümün dehşetini duyabilir. Bence en korkuncu enerjinin her noktada aynı olması; ‘Dehumanization’ denilen şey gerçekte bu olmalı.

Kafka’nın insanlarında gittikçe bir ilgisizlik, farksızlık başlar. Entropi başlar yani. Kafka evrendeki keyfi unsurun (random element) artışını sezmiş olmalı. Kafka’nın duyduğu dehşet, metafizik bir dehşet değildi yani. Son derece düzenli görünen, ama aslında akıl dışı olan toplumda, gerçeküstü -ya da dışı- keyfilikler yer alır. İnsanlar evrendeki başaşağı gidişin farkındadırlar sanki; bu yüzden bir yere ulaşılamayacağını (olumlu bir yere) bilirler. Aslında K. (romanların kahramanı) olumlu bir tiptir; ümitlidir, savaşır kazanamayacağını bildiği halde. Bu, asil bir savaştır. Ümitsizliğe karşı savaştır. Entropiye karşı savaştır. Kafka’nın karşısında olanlar, aslında onun bu derin sezgisine karşı çıkıyorlar; yani bu sezgiye sahip olmadıkları için onu yanlış yorumluyorlar.

Enformasyon entropisi (İTÜ Sözlük)
1. bir sinyalin enformasyon entropisi o sinyalin içerdiği enformasyon miktarı hakkında bir ölçüdür. yüksek enformasyon içeren sinyalin entropisi de yüksek olacaktır. Enformasyondan kastımız sinyali alan insanın “şaşırma” miktarıdır. alıcı tarafında ne kadar çok belirsizlik ortadan kalkıyorsa (alıcı ne kadar çok şaşırıyorsa) aktarılan enformasyon o kadar yüksek demektir. bu tanıma göre rasgele sinyal üreten bir kaynağın ürettiği enformasyon miktarı çok yüksektir çünkü sıkıştırma şansınız yoktur, ancak sinyalin tümünü aldıktan sonra belirsizlik tamamen ortadan kalkacaktır. tam tersine fenerbahçe – galatasaray maçlarının bir sinyal olarak enformasyon entropisi düşüktür çünkü sonucu az çok tahmin edilebilir. seyircinin şaşırma miktarı düşüktür*.

Kaynakça:
http://www.biltek.tubitak.gov.tr/merak_ettikleriniz/index.php?kategori_id=10&soru_id=2891
Karadelikler – Vikipedi
Bilim ve Teknik Ocak 2005 Nasıl Çalışmaz- Devr-i Daim Makineleri
http://sozluk.sourtimes.org/show.asp?t=entropi&kw=&a=&all=&v=&p=1
http://www.itusozluk.com/goster.php/enformasyon+entropisi

Not: Aşağıdaki kaynaklardaki konuları çözmekte İngilizce sıkıntısı yaşıyorsanız Google Translate ile çevirerek genel bir fikir edinebilirsiniz. http://translate.google.com

http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamics
http://en.wikipedia.org/wiki/Entropy (İngilizce biliyorsanız tadını çıkararak okuyacağınız pek çok makale ile entropiye bakışınız değişecek.)
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_entropy (Kara delik Entropisi)
http://nrumiano.free.fr/Estars/bh_thermo.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Negentropy
http://en.wikipedia.org/wiki/Psychological_entropy Psikolojik Entropi
http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/centaurusA_2009.html

black_hole_lensing_web

VİKİPEDİ Özgür Ansiklopedi’den Termodinamik Yasaları:

Birinci Yasa
Tipik bir termodinamik sistem: ısı sıcak kaynatıcıdan soğuk yoğunlaştırıcıya doğru hareket eder ve bu sayede bir iş ortaya çıkar.
Bir sistemin iç enerjisindeki artış: sisteme verilen ısı ile, sistemin çevresine uyguladığı iş arasındaki farktır.

U2 – U1 = Q – W

Bu yasa “enerjinin korunumu” olarak da bilinir. Enerji yoktan var edilemez ve yok edilemez sadece bir şekilden diğerine dönüşür. Bir sistemin herhangi bir çevrimi için çevrim sırasında ısı alışverişi ile iş alışverişi aynı birim sisteminde birbirlerine eşit farklı birim sistemlerinde ise birbirlerine orantılı olmak zorundadır. Bu ifadelerin yapılan deneylerle doğruluğu gözlenmiştir fakat ispat edilememektedir. Bütün bu ifadeler matematiksel olarak çok daha kolay ifade edilebilir.

İkinci Yasa

Birçok alanda uygulanabilen ikinci yasa şöyle tanımlanabilir: Bir ısı kaynağından ısı çekip buna eşit miktarda iş yapan ve başka hiçbir sonucu olmayan bir döngü elde etmek imkânsızdır. (Kelvin-Planck Bildirisi) ya da soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı dışında bir etkisi olmayan bir işlem elde etmek imkânsızdır. (Clausius Bildirisi)

Termal olarak izole edilmiş büyük bir sistemin entropisi hiçbir zaman azalmaz (bkz: Maxwell’in Cini). Ancak mikroskopik bir sistem, yasanın dediğinin tersine entropi dalgalanmaları yaşayabilir (bkz: Dalgalanma Teoremi). Aslında, dalgalanma teoreminin zamana göre tersinebilir dinamik ve nedensellik ilkesinden çıkan matematiksel kanıtı ikinci yasanın bir kanıtını oluşturur. Mantıksal bakımdan ikinci yasa bu şekilde aslında fiziğin bir yasasından ziyade göreli olarak büyük sistemler ve uzun zamanlar için geçerli bir teoremi haline gelir. Ludwig Boltzmann tarafından tanımlanmıştır. Sisteme dışardan enerji verilmediği sürece düzenin düzensizliğe düzensizliğin de kaosa dönüşeceğini anlatır. Kırık bir bardağın durup dururken veya kırarken harcanan enerjiden daha azı kullanılarak eski haline döndürülemeyeceği örneği verilir klasik olarak. Yine aynı şekilde devrilen bir kitabı düzeltmek için devirirken harcanan enerjiden fazlasını kullanmak gerekir, potansiyel enerjinin bir kısmı ısıya dönüşmüştür ve geri getirilemez. Aynı zamanda evrendeki düzensizlik eğilimini de anlatır. Düzensizlik eğilimini anlatırken entropi kelimesini kullanır. Yunanca, en = ingilizcedeki ‘in’ gibidir, önüne geldiği kelimeye -de, -da eki verir ve tropos = yol kelimesinin çoğulu olan ‘tropoi’ (tropi diye telaffuz edilir) kelimesinden. Yani; “yolda”).

* Düzensizlik ya değişmez ya da artar. Örnek olarak difüzyon verilebilir. Ayrı duran maddeler bir arada olandan daha düzenlidir ve kendiliğinden karışmış sıcak ve soğuk sudan olmuşmuş ılık suyun, bir daha sıcak ve soğuk diye ayrılması imkânsızdır.
* Eskime, yaşlanma, yıllanma gibi eylemlerin nedenidir.
* En düzensiz enerji ısıdır ve bir gün gelecek bütün enerji ısı olacaktır ve bu da evrenin sonu demektir.
* İleri sürülecek teoriler termodinamiğin 2. kanunuyla çelişmemelidir.
* Entropi iş yapma yeteneği olmayan enerji olarak da tanımlanır. İki cam balona farklı sıcaklıklarda gaz, cam balonlar arasına da bir pervane konacak olursa ilk başta pervanenin döndüğünü görülecektir. Fakat sonra entropi arttığı için pervanenin dönmesi duracaktır.
* Spor yapmak için bir parkta 100 metrelik bir koşu yapıldığını, 100 metrenin sonunda yorulup koşamayacak hale gelindiğini ve bir yere oturulduğu düşünülecek olursa koşarken harcanmış olan ve bir daha kazanılamayacak olan enerjiye entropi denir.
* Sistemin düzensizliği arttıkça artan herhangi bir fonksiyon rahatça entropi fonsiyonu olabilir. Örneğin bir bardak suyumuz olduğunu ve bunun içine bir damla mürekkep damlatıp gözlediğimizi düşünelim ve içeride neler olduğunu hayal etmeye çalışalım. Mürekkep molekülleri başlangıçta kısa bir süre bir arada bekleştikten sonra su içine dağılmaya başlayacaklardır. Çünkü kendilerine çarpan su molekülleri tarafından değişik yönlere itileceklerdir (su ve mürekkep maddelerinin kimyasal bağlarının birbirlerini itmeye elverişli olmalarından dolayı). Şimdi de olağanüstü bir bilgisayarın, sistemin bütün mümkün durumlarını sayabildiğini düşünelim. Sistemin bir durumu denildiğinde anlamamız gereken şey bir molekülün belirli bir koordinata ve belirli bir hıza; bir başka molekülun bir başka belirli koordinata ve hıza sahip olduğu konfigürasyondur. Bardaktaki mürekkep örneğinde bu tür durumların sayısının çok fazla olduğu açıktır. Zira bunların çok büyük bir kısmı mürekkebin moleküllerinin bardak içinde oraya buraya rasgele dağıldığı, düzensiz, yani yüksek entropili durumlara karşılık gelirler. Bizim algıladığımız düzeyde bunların hepsi homojen durumlardır. Çünkü karışıma baktığımızda o molekülün burada, bir başkasının şurada olmasına aldırmadan, mürekkebin homojen olarak dağıldığını söyleyebiliriz. Yani olağanüstü sayıda farklı mikroskopik durum tek bir makroskobik duruma, yani homojen duruma karşılık gelir.
* Aslında sistemler bozulmamakta, enerji değişimi bazında en kararlı hali almaya çalışmaktadırlar. Hayatın anlamı da budur, yaşam entropi yollarından biridir, şekerin çaya çok daha çabuk karışmasını sağlayan kaşık işlevindedir.
* Kapalı bir sistemde entropi her zaman artar. Kapalı sistem kısmı çok önemlidir. Sisteme enerji vermek suretiyle entropisi azaltılabilir. Dünya kapalı bir sistem değildir. Güneşten sürekli olarak enerji akmaktadır dünyaya, ve düzeni bu sağlar.

Üçüncü Yasa

Bu yasa neden bir maddeyi mutlak sıfıra kadar soğutmanın imkânsız olduğunu belirtir:
Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça bütün hareketler sıfıra yaklaşır.
Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, bir sistemin entropisi bir sabite yaklaşır. Bu sayının sıfır değil de bir sabit olmasının sebebi, bütün hareketler durmasına ve buna bağlı olan belirsizliklerin yok olmasına rağmen kristal olmayan maddelerin moleküler dizilimlerinin farklı olmasından kaynaklanan bir belirsizliğin hala mevcut olmasıdır. Ayrıca üçüncü yasa sayesinde maddelerin mutlak sıfırdaki entropileri referans alınmak üzere kimyasal tepkimelerin incelenmesinde çok yararlı olan mutlak entropi tanımlanabilir.

Bu yasalardan birini ihlal eden makinalara o yasanın numarası türünden (örneğin, yoktan enerji yaratıyorsa birinci türden) devridaim makinası (ilginç bir şekilde Türkçe’de “Con Ahmet Makinası”) denir.
Kaynak: Vikipedi

“Sıfır Entropi”, Diğer Bir Deyişle Cennet” için 8 yorum

  1. Öyle bir muazzam bir yapı ki uzay,biz kendi galaksimiz de Güneş’i çok büyük diye nitelerken bilinen bazı yıldızların çapı Samanyolu’nun büyüklüğü kadar.Sonsuz diye nitelenen bu sonlu yapıya verilen isimlerden biri “boşluk” olmaktadır.Ama bu “boşluk” aslında alabildiğine dolu yapıları barındırmakta.Bu yapıların ömürlerine biçilen zaman ise insanın kendini okyanusta kum tanesi gibi hissetmesine neden olmakta.Misal,Güneş’in 4 milyar yıl sonra iç patlama gerçekleştirme ihtimalinin olduğu gibi.

  2. Sitenizde bilimsel konulara yer vermeniz çok hoşuma gitti. Umarım sürekli bu tarz yazılar yazarsınız. Çok başarılı olmuş gerçekten.

    Üniversitedeki termodinamik hocam, çok değerli Prof. Dr.-Ing. Ahmet CAN beyefendi, “insanların entropisi artmasa herkes sonsuza kadar yaşardı” derdi. Ve bunun güngeçtikçe yakalanabilmesi yönünde yapılan çalışmalardan bahsederdi. Ama en nihayetinde entropiyi tamamen yenmek kesinlikle mümkün olamaz. Her tartışma aynı sonuca çıkıyor.

    Belki insan sürekli vücut ısısı olan 37.5 C’lik bir ortamda yaşasa, o zaman bir ihtimal ama terleme buna mani olmakta ve vücuttaki ısıyı sürekli tabiri yerindeyse doldur-boşalt yapmakta.

    Bir diğer konu da; kara deliklerin sonsuz entropi ile bütün enerjiyi emdiğini gayet güzel yazmışsınız fakat ardından Stephen Hawking’in hipotezini makul görmüşsünüz. Herşeyi enerji formuna dönüştüren sonsuz yoğunlukta birşeyden(karadelik) bahsediyoruz; buradan ışıma yapılması bana göre imkansızdan da imkansızdır.

    Yıllardır süre gelen sıfır ısıl kayıplı kuvvet makinası icad etme hayallerini artık pek göremiyoruz. Sanırım insanlar artık bilinçlendi ve yenilgiyi kabul ettiler. =)

    Ama ben yine de verimin %90’ın üzerine çıkartılabileceğini ve bunun da maddenin atalet ve manyetizma özelliği ile mümkün olacağını savunuyorum. Otto motoru %25, Diesel motoru %45 ve Wankel motoru %60’lara varan verimlere ulaşabilmekte. Eğer kütlenin eylemsizlik momenti ve manyetizma özellikleri birarada kullanılabilirse %90 üzeri verimlere ulaşabilmek işten bile olmayacaktır. Çünkü bir kütlesi olan her nesnenin asla yokedilemeyecek olan enerjisi atalettir. Atalet kuvveti sadece hareket halindeyken etkisini gösterdiğinden nesnenin durağan halinde hiçbir kazanım sağlayabilmesi mümkün değildir. İşte bu eylemsizlik momentinin sürekliliğini de manyetizma ile sağladık mı, neredeyse kendi kendine yeten ve sürekli güç üreten bir makina mümkün olabilir. Tabiki hızı korumak amacıyla ısıl kayıptan oluşan eksiklik bir tahrike dışarıdan ilave edilmelidir. Ama sonuçta %90 gibi inanılmaz bir değerden bahsediyoruz ve bunun yakıtı sınırsız olan atalet kuvveti. Yani sınırsız olan bir kuvvetin %90 oranında geri dönüşümünü sağlamış oluyoruz. Geri kalan %10 için de çok düşük maliyeti olan bir elektrik motoru kullanılabilir. Eğer doğada tamamen sınızsız olan bu kuvvetler tam manasıyla kullanılabilirse(bkz. pendelev’s magnetic motor) yeni bir çağın başlangıcı olur.

  3. Yazarken çok keyif aldım gerçekten de, sonuçta konuştuğumuz bir evren yasası ve tamamen keşfedilmediği için hepimizin üstünde çalışabileceği bir saha.

    Karadelik ışımalarını yalnız ben değil şu anda yaygın şekilde bilim dünyası kabul ediyor. Bu yönde uzay teleskopları ile gözlem yapıldığını da okumuştum. Şu an link bulamadım bulursam eklerim.

    TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi – Nisan 2008 sayısında anlatımının yer alıyor olması lazım. Şurada bir site copy paste yapmış 🙂 okuyalım http://evrenbilimi.blogcu.com/genel-gorelilik-sikca-sorulan-sorular_12662041.html .

    Ayrıca şu madde baştan sona keyifle okunabilir. Yazıya ekler yapmaya karar verdim netleştirmek için.
    http://tr.wikipedia.org/wiki/Kara_delik

    Sitede 150 civarı bilimsel yazı var. Son zamanlarda pek yazmadığım için gözden kaçmış olabilir. Elbette hepsi bu kadar ağır konular üstüne değil ama ilginizi çekebilir linki vereyim: http://www.gunesintamicinde.com/category/bilim-ve-teknoloji/

    Yorumlar çok güzel gidiyor. Devam arkadaşlar. 🙂

  4. Güzel bir derleme olmuş ellerinize sağlık. Termodinamiğin 2. yasası evrenin bir başlangıcı ve sonu olduğuna işaret ediyor. Çünkü eğer evrenin geçmişi sonsuz olsaydı, şimdiye kadar çoktan maksimum entropiye varmış olurdu. bu noktadan sonra bakacağımız yer şurası olacaktır:
    http://tr.wikipedia.org/wiki/B%C3%BCy%C3%BCk_patlama

    Tabii ki bing bang 🙂

  5. Bence sıfır entropi olmaz bu yokluk demektir. Sıfır entropi zamanın olmaması hareketin olmaması, madde ve enerjinin olmaması demektir.
    Sonsuz entropi ise olduğunda bu sıfıra eşit olacaktır. Çünkü evrenin hacmi bellidir, bu hacmin içerisine hacmi oluşturan birimlerden daha fazla birim sığmaz, bu birimler olmadan entropi artmaz, dolayısı ile hareketsizlik sözkonusu olur. Bu hareketsiz durum yokluk durumu ile eş olduğu için entropi = 0 olur. Bu ise madde ve enerjinin ortadan yok olması demektir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir