Wie bricht die Entwicklung eines Sonnensystems nicht den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Bitte verzeihen Sie: Ich bin ein Laie, wenn es um Physik und Kosmologie geht, und habe versucht, eine Antwort zu finden, die ich ohne Glück verstehen kann.

Soweit ich weiß, ist das Sonnensystem aus einer massiven Molekülwolke entstanden. Für mich scheint dies den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu brechen, da ich denke, dass dies eine Folge der Unordnung ist.

Ich weiß, dass etwas mit meiner Logik nicht stimmt, aber ich stecke wirklich fest.

Kann jemand dies in Laienbegriffen erklären?

(Posting sowohl für "Astronomie" als auch für "Physik", da es diese Fächer zu überlappen scheint)

Die Gesamtentropie nimmt tatsächlich zu, wenn die Molekülwolke unter der Schwerkraft schrumpft.

Es mag den Anschein haben, dass die Moleküle mit zunehmender Nähe geordneter werden, was weniger Entropie bedeutet. Das ist jedoch nur ein Teil des Prozesses. Der zweite (wichtige) Teil ist: Wenn die Moleküle näher sind, haben sie auch eine höhere kinetische Energie (da sie in ein niedrigeres Gravitationspotential abgefallen sind). Das Gas wird also heißer, da es schrumpft.

Der Temperaturanstieg des Gases erhöht seine Entropie, weil die Moleküle mehr Impulsraum einnehmen. Diese Zunahme der Entropie über die Temperatur ist größer als die Abnahme der Entropie über das Schrumpfen selbst.

Später strahlt das heiße kondensierte Gas (oder der heiße Planet) die Wärme in den Raum und kühlt ab. Sie haben einen kalten Planeten, der tatsächlich eine niedrigere Entropie als die ursprüngliche Gaswolke hat, weil er nicht mehr heiß ist. Die Entropiezunahme wurde jedoch von den ausgestrahlten Photonen mitgerissen. Insgesamt hat die Entropie des Universums zugenommen (die ausgestrahlten Photonen sind irgendwo da draußen).

Eine ausführlichere Diskussion zu diesem Thema finden Sie auf der exzellenten Webseite von John Baez oder hier .

Dies beruht auf einem Missverständnis von lokal und absolut.

Es gibt nichts, was einer lokalen Zunahme der Ordnung entgegensteht - insgesamt nimmt die Ordnung immer noch ab (oder in der gängigen Terminologie nimmt die Entropie zu).

Aus Wikipedia:

Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nimmt die Entropie eines isolierten Systems nie ab, da sich isolierte Systeme spontan zum thermodynamischen Gleichgewicht entwickeln, der Konfiguration mit maximaler Entropie. Systeme, die nicht isoliert sind, können an Entropie verlieren.

Das Universum wird also als isoliertes System betrachtet, aber unser lokales Sonnensystem ist nicht isoliert, sodass unsere lokale Abnahme der Entropie nicht gegen das 2. Hauptsatz der Thermodynamik verstößt, da die Gesamtentropie des Universums nicht abnimmt.

Diese Frage ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis, wie aus einer Störung Ordnung entstehen kann. Es lohnt sich also zu überlegen, wie dies geschehen kann:

1. Lokale Entropieverringerung durch zufällige Fluktuation.

2. Es gibt einen Attraktor für die Dynamik (Punkt, Zyklus oder seltsam), die zur Selbstorganisation führt.

3. Das System ist dissipativ und offen, die örtliche Ordnung wird durch das Überschreiten der Systemgrenze aufrechterhalten (z. B. wird Ihre örtliche Bibliothek / Ihr Informationsspeicher durch ständigen Energieeinsatz in Ordnung gehalten).

Aus der Liste geht eindeutig hervor, dass Akkretionsscheiben stabile Ringe bilden. Dann erledigen zufällige Kollisionen der Bits den Rest. Wenn die Teilchen kleine Teilchen sind, erhält man Saturn, wenn sie groß sind, erhält man felsige Planeten.