引力波是不是一個大系統?
引力波基本不適用熱力學第二定律。
熱力學第二定律涉及到的是原子與分子的宏觀規律,而引力波不是由原子與分子組成的,引力波是一種底層結構,比原子分子的地位更基礎一些。
熱力學第二定律的本質其實是一種概率演化,這個概率演化的典型案例就是氣體或者液體分子的擴散,比如一滴紅墨水滴到清水裡,為什麼紅色要擴散?因為這擴散過程發生的概率比不擴散的概率要大得多,所以最後紅色擴散到了整個清水水域里。這其實就是熱力學第二定律,只要定義了一個物理系統,我們是可以研究很多粒子的統計規律的,這個統計規律中概率的演化就是劉維爾方程一類的東西,最後可以推導出定性的描述,這個定性的唯象的描述就是熱力學第二定律。
當我們把熱力學第二定律用到引力波的時候,我們會發現這裡不存在大量的微觀粒子,引力波是時空本身的漣漪,與粒子無關。而且,如果退一萬步講,假設存在引力子,那麼引力波可以看成是引力子的波粒二象性的表現——那也不可以用到熱力學第二定律,為什麼?因為引力波是引力子的集體的有規則的運動,而不是無規的運動,有規則的運動不是隨機運動,很難與熱力學第二定律掛鉤。
當然了,雖然引力波與熱力學第二定律無關,但引力與熱力學第二定律有關的,那就是所謂的黑洞熵。因此從黑洞熵的角度來說,引力波也與熱力學第二定律間接相關。因為兩個黑洞碰撞併合的時候,最後產生的黑洞的面積大於前面的2個黑洞,也就是說黑洞熵增加了(因為面積就是熵),黑洞熵增加的代價就是輻射出了引力波,因此,引力波可以看成是負熵。
原創思想,這恰恰就是引力波的悖論,引力波被錯誤地認為是能量,而熱力學定律正是描述能量的,那麼熱力學定律就可以用來描述引力波。然而實際上引力產生的引力勢能並不是能量,與熱力學定律沒有半毛錢的關係,熱力學定律管不了引力和引力勢能,正因如此,熱力學定律導致了宇宙最終會`熱寂』的奇談怪論。
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