3 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2025-06-17 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • Daniel Carney टीम का नया model गुरुत्वाकर्षण को कोई मूलभूत force नहीं, बल्कि entropy में वृद्धि से पैदा होने वाला सामूहिक प्रभाव मानता है, और इस वजह से यह quantum gravity की बहस में जांचे जा सकने वाली गुंजाइश खोलने के लिए ध्यान खींच रहा है
  • यह approach मानता है कि अदृश्य सूक्ष्म घटक mass के साथ random interactions करते हैं, और उनका औसत प्रभाव पृथ्वी की कक्षा जैसे परिचित गुरुत्वाकर्षणीय phenomena के रूप में दिखता है
  • दोनों models qubit lattice और निश्चित position न रखने वाले qubits के जरिए Newtonian gravity के inverse-square distance वाले रूप को reproduce करते हैं, लेकिन Carney भी इसे वास्तविक ब्रह्मांड का model कम और principle proof ज्यादा बताते हैं
  • आलोचक कहते हैं कि यह model general relativity की spacetime curvature, free fall की खासियत, और black holes जैसे strong gravity क्षेत्रों को handle नहीं कर पाता
  • weak gravitational field में statistical fluctuations या massive bodies की quantum superposition के कारण wavefunction collapse खोजने वाले experiments इस hypothesis की असली कसौटी बन सकते हैं

गुरुत्वाकर्षण को सामूहिक प्रभाव मानने की पुरानी कोशिश

  • Newton ने 1687 में universal gravitation का law प्रकाशित करने के बाद भी इस बात से पूरी तरह संतुष्टि नहीं पाई कि दो objects दूर से एक-दूसरे को कैसे खींचते हैं
  • उस समय गुरुत्वाकर्षण को आकर्षण नहीं, बल्कि धक्का देने वाला प्रभाव मानने वाले mechanical models प्रस्तावित किए गए थे
    • विचार यह था कि अदृश्य particles हर दिशा से objects पर टकराते हैं, और दो objects के बीच particles के absorption effect की वजह से net force उन्हें एक-दूसरे के करीब लाने वाली दिशा में बनता है
  • ये theories सफल नहीं हुईं, और Einstein ने general relativity पेश की, जो गुरुत्वाकर्षण को space और time की विकृति के रूप में समझाती है
  • लेकिन general relativity को भी अंतिम theory मानना मुश्किल है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण को और सूक्ष्म scale पर collective behavior का परिणाम समझने की कोशिशें जारी रहीं

entropic gravity का मूल विचार

  • Carney के नेतृत्व वाली Lawrence Berkeley National Laboratory टीम ने इस साल की शुरुआत में एक नए paper में 17वीं सदी के mechanical model के आधुनिक version से मिलती-जुलती approach प्रस्तावित की
  • मुख्य assumption यह है कि कोई अदृश्य “gas या thermal system” mass के साथ random तरीके से interact करता है, और औसतन पृथ्वी का सूर्य के चारों ओर घूमना जैसे परिचित gravitational phenomena सामने आते हैं
  • इस approach को entropic gravity कहा जाता है, और यह गहरी physics को heat की physics के रूप में interpret करती है
    • steam engines, car engines और refrigerators को govern करने वाले particles की random vibration और mixing
    • उससे पैदा होने वाली entropy, यानी disorder में वृद्धि
    • यह दृष्टिकोण है कि ऐसी processes ही गुरुत्वाकर्षण पैदा करती हैं
  • Entropic gravity कई दशकों से बार-बार सामने आती रही है, लेकिन अब भी minority view बनी हुई है
  • इस model की खास बात यह है कि universal attraction की जड़ को समझाने वाली theories में यह दुर्लभ रूप से experimental testability पेश करता है

general relativity और thermodynamics का अजीब संगम

  • General relativity भविष्यवाणी करती है कि कोई star collapse होकर black hole बन सकता है, लेकिन black hole के center पर गुरुत्वाकर्षण अनंत रूप से strong हो जाता है और theory आगे कुछ नहीं कह पाती
  • इसके development में heat की अवधारणा शामिल नहीं थी, फिर भी general relativity में thermodynamics जैसी properties हैं
    • black holes केवल बड़े होते हैं, छोटे नहीं होते
    • वे निगलते हैं, वापस उगलते नहीं
    • यह irreversibility heat flow जैसी है
  • Quantum mechanics से black holes के आसपास के warped spacetime का अध्ययन करने पर black holes गरम objects की तरह energy emit करते हैं
  • अगर heat particles की random motion है, तो ये thermal effects संकेत देते हैं कि black holes और spacetime continuum किसी particles या microscopic components से बने हो सकते हैं

Jacobson का 1995 paper और मौजूदा approaches

  • Physicists ने black holes से मिले संकेतों के आधार पर अलग-अलग तरीकों से अध्ययन किया है कि spacetime अधिक microscopic components से कैसे उभरता है
  • एक प्रमुख approach, holographic principle, spacetime के emergence की तुलना सामान्य hologram से करती है
    • जैसे flat surface पर wave patterns depth का एहसास पैदा करते हैं, वैसे ही universe के microscopic components के patterns space का एक और dimension बना सकते हैं
    • अगर यह नया dimension curved हो, तो gravity naturally पैदा होती है
  • University of Maryland के Ted Jacobson ने 1995 के paper में entropic gravity को introduce किया
  • जहां पहले की research ने Einstein की theory से heat जैसी results निकाले थे, Jacobson ने उल्टा spacetime की thermal properties मानकर general relativity के equations derive किए
  • Carney के लिए यह result संकेत है कि gravity और heat के बीच parallel महत्वपूर्ण है

Carney टीम का पहला model: qubit lattice

  • Carney और Manthos Karydas, Thilo Scharnhorst, Roshni Singh, Jacob Taylor ने दो models प्रस्तावित किए कि gravitational attraction microscopic components से कैसे निकल सकता है
  • पहले model में space quantum particles या qubits की crystal lattice से भरा होता है
    • हर qubit की एक direction होती है, जैसे compass needle
    • जब mass वाला object पास होता है, तो आसपास के qubits उस object के अनुरूप align हो जाते हैं
  • Massive object मूल रूप से random directions वाले qubit lattice में high order का region बनाता है
  • जब lattice में दो masses रखे जाते हैं, तो high-order regions भी दो बनते हैं, और high order low entropy के बराबर है
  • System entropy को maximize करने की प्रवृत्ति रखता है, इसलिए ordered regions को छोटा करने के लिए दो masses को एक-दूसरे के करीब धकेलने वाला effect पैदा होता है
  • बाहर से लगता है कि दो masses gravity से एक-दूसरे को आकर्षित कर रहे हैं, लेकिन असली काम qubits करते हैं
  • यह apparent attraction Newton के law की तरह दो masses के बीच distance के square के inverse proportion में घटता है

दूसरा model: निश्चित position न रखने वाले qubits

  • दूसरा model lattice को हटा देता है
  • Massive objects अब भी space में होते हैं और qubits के effect में रहते हैं, लेकिन qubits किसी खास position पर नहीं होते और दूर भी हो सकते हैं
  • यह feature Newtonian gravity की nonlocality को शामिल करने की व्यवस्था है
    • यानी universe का हर object किसी न किसी हद तक हर दूसरे object पर असर डालता है
  • हर qubit energy store कर सकता है, और storage amount masses के बीच distance के अनुसार बदलता है
    • अगर masses दूर-दूर हैं, तो एक qubit की energy capacity बढ़ जाती है और कुल energy कुछ qubits में समा सकती है
    • अगर masses पास आ जाते हैं, तो एक qubit की energy capacity घट जाती है और कुल energy को ज्यादा qubits में फैलना पड़ता है
  • Energy का ज्यादा qubits में फैलना higher entropy के बराबर है, इसलिए system masses को एक-दूसरे की ओर धकेलकर करीब लाता है और Newtonian gravity से मेल खाता है

model की सीमाएं और skepticism

  • Carney चेतावनी देते हैं कि दोनों models ad hoc हैं
    • ऐसे qubits के अस्तित्व का कोई independent evidence नहीं है
    • qubits द्वारा लगाए जाने वाले force की strength और direction को fine-tune करना पड़ा
    • यह भी स्पष्ट नहीं कि यह gravity को fundamental मानने वाले दृष्टिकोण से बेहतर है या नहीं
  • ये models केवल Newtonian law of gravity को reproduce करते हैं, Einstein की पूरी theory को नहीं, जो gravity को spacetime curvature के समान मानती है
  • Carney के लिए ये models universe के वास्तव में काम करने के realistic models नहीं हैं, बल्कि यह दिखाने वाले principle proof के ज्यादा करीब हैं कि collective behavior gravitational attraction समझा सकता है
  • University of British Columbia के Mark Van Raamsdonk को संदेह है कि ये models principle proof भी हैं या नहीं
    • Holography researcher होने के नाते वे मानते हैं कि नए entropic models में gravity की वे खास properties नहीं हैं, जैसे free fall के दौरान gravity महसूस न होना
  • Ben-Gurion University के Ramy Brustein के लिए gravitational physics की असली चुनौती black holes जैसे strong coupling और strong-field regions हैं, और यह entropic model उन regions के बारे में कुछ नहीं कहता

weak gravity field में मिल सकने वाले signals

  • Entropic gravity के समर्थक मानते हैं कि physicists को weak gravity में gravity कैसे काम करती है, इस पर अत्यधिक आश्वस्त नहीं होना चाहिए
  • अगर gravity qubits का collective effect है, तो Newton का force law statistical average होगा
  • हर पल का effect उस average के आसपास fluctuate कर सकता है
  • University of Amsterdam के Erik Verlinde मानते हैं कि ऐसे fluctuations observable हो सकते हैं, इसलिए बहुत weak fields की ओर जाना होगा
  • Verlinde ने 2010 के paper में entropic gravity का तर्क दिया था और उसके बाद भी इस idea को विकसित करते रहे हैं

quantum superposition और collapse experiments की दिशा

  • Carney मानते हैं कि नए model का बड़ा फायदा यह है कि यह gravity पर conceptual questions उठाता है और नए experimental directions खोलता है
  • अगर massive object दो positions में quantum superposition state में हो, तो सवाल उठता है कि क्या उसका gravitational field भी superpose होकर गिरते हुए object को दो directions में खींचेगा
  • नया entropic gravity model भविष्यवाणी करता है कि qubits massive object पर असर डालकर उसे Schrödinger की बिल्ली जैसी superposition state से बाहर निकाल देते हैं
  • यह scenario wavefunction collapse समस्या से जुड़ता है
    • wavefunction collapse problem पूछती है कि superposition state वाले quantum system को measure करने पर कई संभावित states में से एक साफ state क्यों बन जाती है
  • कुछ physicists ने प्रस्ताव रखा है कि collapse universe की inherent randomness की वजह से होता है
  • ऐसे collapse models details में Carney के model से अलग हैं, लेकिन समान experimental results दे सकते हैं
    • prediction यह है कि isolated quantum system, measured न होने या बाहर से प्रभावित न होने पर भी, अंततः खुद collapse हो जाता है
  • University of Trieste के Angelo Bassi मानते हैं कि वही experimental setup सिद्धांत रूप से दोनों तरह के models को test करने में इस्तेमाल हो सकता है
  • Bassi ऐसे experiments का नेतृत्व करते रहे हैं, और कुछ collapse models पहले ही excluded हो चुके हैं

दीर्घकालिक implications

  • Van Raamsdonk skeptical हैं, लेकिन चूंकि यह स्थापित नहीं हुआ है कि हमारे universe की वास्तविक gravity holography से आती है, इसलिए दूसरे mechanisms explore करना मूल्यवान है
  • अगर यह long-shot hypothesis सही है, तो gravity किसी law से ज्यादा statistical tendency हो सकती है

1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2025-06-17
Hacker News की राय
  • एंट्रॉपी ग्रैविटी को “Brazil nut effect” [0] [1] जैसा मानता हूँ। अलग-अलग आकार के मेवों से भरे कप को हिलाने पर बड़े टुकड़े ऊपर आ जाते हैं—यह वही घटना है
    मेरी समझ में, बड़े पिंड का द्रव्यमान ज्यादा होने से हिलाने पर वह धीमे चलता है, और Brazil nut मूंगफली की तुलना में कम हिलता है, इसलिए gravity के कारण उसके नीचे खाली जगह बनती है और मूंगफलियाँ उस जगह को भर देती हैं
    एंट्रॉपी ग्रैविटी में लगता है कि किसी बुनियादी घनत्व वाली कोई चीज़—जैसे कण या subatomic particles—हर दिशा से वस्तुओं को यादृच्छिक रूप से टकराती है। जब बड़े द्रव्यमान वाली दो वस्तुएँ पास आती हैं, तो बीच का क्षेत्र कम घनत्व वाला हो जाता है; उस कम घनत्व वाले क्षेत्र से कण कम बार टकराते हैं, इसलिए वे एक-दूसरे की ओर खिंचती हैं। एक तरह से वे “shadow” डालती हैं
    मैं physicist नहीं हूँ, लेकिन पहले जब मैंने इसे देखा था, तो याद है कि बड़े द्रव्यमान वाली वस्तु को “टकराने” वाले कणों के घनत्व के बारे में कोई assumption था, और उस घनत्व को justify करना मुश्किल था। अगर कोई बेहतर जानता हो तो सुधार या समझा दे तो अच्छा होगा
    साथ में, Brazil nut effect असल में बहुत अच्छी तरह होता है। किशमिश चाहिए तो raisin bran को हिलाइए, और बिल्ली द्वारा छोड़ा गया “तोहफा” ढूँढना हो तो cat litter को हिलाइए। यह हैरान करने वाली अच्छी तरह काम करता है
    [0] https://en.wikipedia.org/wiki/Granular_convection
    [1] https://www.youtube.com/watch?v=Incnv2CfGGM

    • मैं physicist नहीं हूँ, लेकिन आपने जो बताया उससे जुड़ा लगता हुआ Feynman lectures का एक अंश है: https://www.feynmanlectures.caltech.edu/I_07.html
      gravity को समझाने के लिए कई mechanisms प्रस्तावित किए गए थे, और उनमें से एक मानता है कि ब्रह्मांड में बहुत तेज़ी से सभी दिशाओं में चलते बहुत सारे particles हैं, जो पदार्थ से गुजरते समय थोड़ा absorb हो जाते हैं। अगर सूर्य पास है, तो सूर्य से होकर पृथ्वी तक आने वाले कुछ particles absorb हो जाते हैं और दूसरी तरफ की तुलना में कम आते हैं, इसलिए पृथ्वी पर सूर्य की ओर net force लगता है। inverse-square law भी आसानी से निकल आती है
      लेकिन जब पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा करती है, तो उसे अपनी गति की दिशा से आने वाले particles से अधिक टक्करें मिलनी चाहिए, जिससे उसकी गति पर resistance लगे और वह orbit में धीमी हो जाए। गणना करने पर पता चलता है कि पृथ्वी इतनी देर तक orbit में बची नहीं रह सकती थी, इसलिए यह mechanism काम नहीं करता। मतलब यह है कि gravity को “समझाते” हुए ऐसे अन्य non-existent phenomena की भविष्यवाणी न करने वाला कोई device अभी तक invent नहीं हुआ है
    • Particle physics और vibration speed, यानी amplitude, कैसे intuition के खिलाफ particle arrangements बना सकते हैं—यह दिखाने वाला एक बेहतर YouTube वीडियो है
      कम speed पर Newtonian gravity जैसी चीज़ निकलती है, लेकिन ऊँची speed पर MOND gravity जैसी pattern दिखती है जिसमें galaxy clusters और बड़े voids आते हैं, और dark matter की जरूरत नहीं लगती
      https://www.youtube.com/watch?v=HKvc5yDhy_4
    • यहाँ “entropic” शब्द का अर्थ खिंची हुई rubber band को मूल अवस्था में लौटाने वाली entropic force के अर्थ के करीब है। rubber band की थोड़ी सिकुड़ी हुई अवस्था में entropy अधिक होने की प्रवृत्ति होती है
      https://en.wikipedia.org/wiki/Rubber_band_experiment
      “rubber band को खींचना एक isobaric expansion (A → B) है, जो energy बढ़ाता है लेकिन entropy घटाता है”
      Verlinde की entropic gravity में दो masses के बीच के connection को “कम खिंची” अवस्था में लौटाने वाला gravitational interaction होता है। दो objects जितने पास होते हैं, उतनी उनकी entropy दूर होने की तुलना में ज्यादा होती है, और अलग पड़े objects को साथ खींचने वाला एक तरह का tension बनता है
      Carney वगैरह के approach में “free-energy extrema से driven microscopic systems द्वारा mediated pressure” होता है, जिसका मतलब है कि objects के दूर होने पर entropy, पास होने की तुलना में कम होती है। यह entropy gas से आती है, और objects पास हों तो pressure कम, दूर हों तो ज्यादा होता है। pressure, tension का उल्टा है, इसलिए broadly दोनों entropic gravity theories में Newton के नियम से तुलना योग्य universal law जैसी संरचना है—यानी objects entropic force के कारण साथ move करते हैं
      यह entropic force fundamental नहीं है; यह holographic setup, यानी 3+1 dimensions से अधिक dimensions वाले setup में quantum या microscopic degrees of freedom के statistical behavior से पैदा होती है। यह बहुत string-theory जैसा idea है
      हालांकि अगर entropic force सख्ती से radial न हो तो इसे काम कराना बहुत मुश्किल है, और यह भी देखना कठिन है कि पहले से अच्छी तरह verify हो चुके क्षेत्रों में general relativity कैसे निकल सकती है
    • अगर बड़ा object ज्यादा धीमे चलता है, तो accelerating container के frame of reference में वह उल्टा ज्यादा तेज़ चलता हुआ नहीं लगेगा?
      सामान्य explanation यह है कि shaking अस्थायी रूप से खाली जगह बनाती है, और छोटे objects छोटी gaps से भी नीचे गिर सकते हैं, इसलिए उनके ऐसी जगहों में जाने की probability ज्यादा होती है
    • मैंने हमेशा सोचा था कि यह घटना इसलिए होती है क्योंकि छोटे मेवे छोटी दरारों से भी गिर सकते हैं, लेकिन बड़े मेवे नहीं गिर सकते
  • Entropic gravity एक आकर्षक framework है। लगता है कई physicists मानना चाहेंगे कि कोई अभी-अज्ञात theory of everything microscopic और quantum-mechanical है, और global तथा बेहद weak gravity उस theory से किसी तरह accounting error की तरह निकलती है
    लेकिन ऐसी theories में इतने latent assumptions होते हैं कि जब कोई कहता है, “देखो, Einstein field equations हैं,” तो आसानी से विश्वास करना मुश्किल होता है

    • Jacobson ने दिखाया कि thermodynamics + special relativity = general relativity। ये इतने general assumptions हैं कि इससे ज्यादा और क्या माँगा जाए, यह सोचना भी मुश्किल है
    • यह जानना चाहूँगा कि आपके हिसाब से कौन-से assumptions सबसे ज्यादा problematic हैं
    • article के मुताबिक अभी Einstein field equations तक दावा नहीं किया जा रहा है, और फिलहाल केवल classical Newtonian gravity को ही handle किया जा रहा लगता है
    • मैं सहमत हूँ कि कोई microscopic और quantum-mechanical theory of everything होगी
      लेकिन gravity उस theory से accounting error की तरह निकलती है, इससे सहमत होना कठिन है। शायद यह भी बाकी forces की तरह किसी और अजीब boson family की चीज़ होने की संभावना ज्यादा है
      article में भी कहा गया है कि entropic gravity बहुत minority view है, लेकिन गायब नहीं होती, और विरोधी भी इसे पूरी तरह ignore करने से हिचकते हैं
  • एक experimental physicist के तौर पर, जब तक कोई नया सिद्धांत देखे जा सकने वाले phenomenon के जरिए इस सवाल को परखने लायक न बना दे, मैं उत्साहित नहीं होना चाहता

    • Wolfram-टाइप सिद्धांतों पर शक करने की वजह यही है। वे special relativity, quantum mechanics के कुछ हिस्से, gravity जैसे पहले से ज्ञात सिद्धांतों को इधर-उधर से बना देते हैं, लेकिन ऐसा लगता है कि वे नई तरह से verify की जा सकने वाली predictions या कोई नया fundamental principle नहीं देते
      अगर किसी theory से 10 predictions निकलें और वे सब पहले से ज्ञात बातें हों, तो यह overfitting जैसा दिखता है
    • ऐसी emergent theories की समस्या यह है कि वे Newtonian gravity और general relativity को derive कर देती हैं, इसलिए साफ नहीं रहता कि verify क्या करना है। अगर वे अतिरिक्त MOND field के बिना MOND की prediction कर सकें, तो उसी हद तक falsifiable होंगी जितनी MOND falsifiable है
    • कभी-कभी सोचता हूँ कि अगर हमारी physics black holes के अस्तित्व की अनुमति न देती, तो हम theories का stress test कैसे करते। Black holes cosmology में standard candles की तरह theoretical progress को संभव बनाने वाली चीज हैं
    • दो models में जिसकी minimum description length (MDL) छोटी हो, उसके बेहतर generalize करने की संभावना ज्यादा होती है
    • जब तक कोई यह न दिखा दे कि यह idea काम नहीं कर सकता, तब तक काफी दिलचस्प mathematics करने का फायदा तो है
  • समझ नहीं आ रहा
    मेरे लिए entropy कोई physical entity नहीं, बल्कि किसी system के बारे में हमारे अधूरे ज्ञान का measure है। हम matter की सिर्फ macroscopic properties ही measure कर सकते हैं, इसलिए उन macroscopic properties से system की असली microscopic state कितनी अधूरी तरह explain होती है, इसे quantify करने के लिए हमने एक number बनाया है—मैं इसे ऐसे देखता हूँ। अगर हम microscopic level तक zoom in कर सकें, तो entropy का मतलब खत्म हो जाएगा
    इसलिए मैं नहीं समझ पाता कि gravity या कोई दूसरी fundamental physical interaction entropy से कैसे निकल सकती है। मुझे लगता है यह सिर्फ इंसानों द्वारा बनाया गया concept है

    • यह नजरिया गलत है
      Physical entropy वास्तविक physical processes को govern करती है। साधारण उदाहरण के तौर पर, गर्म कमरे में बर्फ पिघलने की वजह यही है; और थोड़ा सूक्ष्म उदाहरण लें तो समय के साथ wires के उलझने की वजह भी यही है
      entropy का measured value किसी system की state—जैसे बर्फ वाला गर्म कमरा या उलझी हुई cables—को macroscopically summarize करने का तरीका हो सकता है, लेकिन वह measured value उस phenomenon के बराबर नहीं है जिसे वह explain करता है
      Boltzmann-style entropy second law को काफी intuitive बना देती है। किसी system के ordered state में होने की तुलना में disordered state में होने के तरीके कहीं ज्यादा होते हैं, इसलिए समय के साथ वह higher entropy की ओर जाता है, और इसी वजह से गर्म कमरे में बर्फ पिघलती है
    • अच्छा सवाल है। यह सही है कि entropy fundamentally हमेशा किसी system के बारे में complete knowledge की कमी को describe करने का तरीका है [0]
      फिर भी entropic forces की साफ “reality” है, क्योंकि उन्हें lab में सचमुच measure किया जा सकता है। अगर बात समझ में न आए तो https://en.wikipedia.org/wiki/Entropic_force देखें, और खासकर https://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_chain देखें, जो इस topic को पहली बार सीखते समय हमेशा इस्तेमाल किया जाने वाला example है
      इस दृष्टिकोण से entropy सिर्फ “गढ़ी हुई चीज” नहीं, बल्कि observed phenomena को explain करने का effective तरीका है। इसलिए यह fundamental law न भी हो, तब भी effective physical laws में उपयोगी है। दरअसल wiki page भी entropic force को “emergent phenomenon” कहता है
      इसलिए entropy gravity में विश्वास करने वाला कोई rational व्यक्ति gravity को अपने-आप emergent phenomenon कहने को मजबूर होगा। साथ ही उसे यह conclusion निकालना होगा कि entropy की probabilistic interpretation को “restore” करने वाली कोई नई fundamental theory of gravity चाहिए
      entropy gravity इसलिए दिलचस्प और exotic है, क्योंकि कई दूसरे fundamental theory searches classical mechanics को quantize करके quantum mechanics तक पहुँचने की तरह gravity को लगभग सीधे quantize करने से शुरू होते हैं। entropy gravity मानती है कि यह गलत approach है—जैसे हम ideal gas law को सीधे quantize करने की कोशिश नहीं करते
      [0] physics में भी probability distribution के बिना entropy नहीं होती। जो कोई अलग कहता है, उसने शायद सिर्फ thermodynamics पढ़ी है, statistical mechanics नहीं, और 19वीं सदी में अटका हुआ है
    • entropy अधूरे ज्ञान का function नहीं है। यह system की possible states और उनके probability distribution का function है। Quantum mechanics, जैसा कि नाम से ही है, मानती है कि reality का सबसे छोटा level quantized हो सकता है, इसलिए microscopic scale को describe करने में entropy लागू करना पूरी तरह उचित है
    • computer science में इस्तेमाल होने वाला “entropy” शब्द physics में इस्तेमाल होने के तरीके से अलग है। इस बेहतरीन lecture में सचमुच अच्छी explanation है: https://youtu.be/Kr_S-vXdu_I?si=1uNF2g9OhtlMAS-G&t=2213
    • entropy इस अर्थ में निश्चित रूप से कोई physical “चीज” है कि यह system के evolution को प्रभावित करती है। यह microscopic scale पर मौजूद नहीं होती, इसलिए physical entity नहीं है—यही logic आप temperature पर भी समान रूप से लागू कर सकते हैं। एक single particle तक zoom in करें तो temperature भी मौजूद नहीं होता
      हमारे ज्ञान को बीच में लाने की जरूरत भी नहीं है। entropy किसी दिए गए system के लिए possible microscopic states की संख्या का measure है, और वह संख्या हमसे स्वतंत्र रूप से मौजूद होती है
  • मैं लंबे समय से entropy gravity में विश्वास करता आया हूँ, और मानता हूँ कि यह quantum foam की वजह से है। खाली space के किसी region में उस space का quantum foam पूरी तरह uniformly random होगा
    mass और energy होने पर space की state biased और कम random हो जाती है। इससे entropy gradient बनता है। आगे बढ़कर, यह सिर्फ gravity ही नहीं बल्कि यह भी explain करता है कि galaxies के बीच की जगह negative energy और space expansion दिखाती हुई क्यों लगती है
    entropy gravity पर और research आते देखना अच्छा है, और मुझे लगता है कि यह gravity की सुनी हुई ज्यादातर दूसरी theories से ज्यादा rational explanation है

  • हम सभी जानते हैं कि पृथ्वी पर जीवन सूर्य से ऊर्जा पाता है
    लेकिन यह बच्चों को दी जाने वाली एक approximate व्याख्या है; असल में जीवन सूर्य से कम entropy वाले photons लेकर काम करता है और फिर अधिक entropy वाली infrared waste heat छोड़ता है। ऊर्जा संरक्षित रहती है और entropy बढ़ती है
    लेकिन सूर्य ने शुरुआत में कम entropy वाले photons कहाँ से पाए? गुरुत्वाकर्षण से। खाली और समान रूप से फैले space में कम entropy होती है, और सूर्य बनते समय उसने उसे “pump up” किया
    समझ नहीं आ रहा कि downvote क्यों हो रहा है, क्योंकि यह Nobel Physics Prize विजेता Roger Penrose द्वारा दी गई व्याख्या है: https://g.co/gemini/share/bd9a55da02b6

    • यह सवाल दिलचस्प लगा, इसलिए “where did the Sun got its low entropy” खोजा तो ये व्याख्याएँ भी मिलीं
      “पृथ्वी तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा कम entropy वाली इसलिए है क्योंकि वह सारी ऊर्जा आकाश में 0.5 डिग्री angular diameter वाले क्षेत्र से आती है”
      एक और जवाब में कहा गया, “sunlight कम entropy वाली इसलिए है क्योंकि सूर्य बहुत गर्म है। entropy मूल रूप से इस बात का माप है कि ऊर्जा कितनी फैली हुई है। समान heat energy वाले दो systems की तुलना करें तो जहाँ ऊर्जा अधिक केंद्रित है, यानी कम entropy वाला पक्ष, वह अधिक गर्म होता है”
      https://physics.stackexchange.com/questions/796434/why-does-...
      शायद दोनों कुछ हद तक सही हैं। हालांकि यह hypothesis कि सूर्य ने खाली, कम entropy वाले space को pump up किया, मुझे ठीक से समझ नहीं आता। क्या सूर्य पिछले तारों के विस्फोटों से बने dust और gas से नहीं बना था? यानी यह कम entropy के लगभग उलट जैसा दिखता है
    • यह ब्रह्मांड की असमानता की उत्पत्ति से जुड़ा सवाल है। प्रमुख theory शायद cosmic inflation होगी। व्याख्या यह है कि शुरुआती ब्रह्मांड में कोई quantum field उच्च entropy अवस्था में था, और space के तेज expansion ने उस field की छोटी spatial inhomogeneities को बड़े पैमाने की structures में फैला दिया
      हम जिन “कम entropy” structures को stars जैसी चीजों के रूप में देखते हैं, वे असल में बड़े scale पर उच्च entropy वाली uniform structures हो सकती हैं; बस पास से देखने के कारण हमें अधिक सूक्ष्म संरचना दिखती है
    • photons अपने आप entropy नहीं रखते
      सूर्य से आए photons गर्म होते हैं, और सूर्य के आसपास का space ठंडा होता है, इसलिए उस system की entropy कम होती है
      अगर सूर्य के आसपास का space photons जितना गर्म होता, तो entropy अधिक होती
    • सूर्य के कम entropy वाले photons मूल रूप से Big Bang से आए हैं। Big Bang किस चीज़ ने कराया, यह हमें नहीं पता
  • यह विचार दिलचस्प है कि gravity ब्रह्मांड में information के काम करने के तरीके का emergent result हो सकती है। हालांकि मुझे अभी तक इस बात का कोई स्पष्ट प्रमाण नहीं दिखता कि यह model General Relativity से अलग कोई prediction करता है
    फिलहाल यह उन theories में से एक है जिसे explore करना मजेदार है, लेकिन पूरी तरह स्वीकार करना कठिन

  • entropy की statistical mechanics वाली definition किसी system में particles की संभावित arrangements की संख्या पर निर्भर करती है। closed system में entropy equilibrium के करीब जाती है, और इसे सनसनीखेज तरीके से “ब्रह्मांड की heat death” कहा जाता रहा है
    लेकिन हम जानते हैं कि हमारा ब्रह्मांड expand हो रहा है, इसलिए संभावित arrangements की संख्या भी बढ़ रही है, और इस वजह से entropy शायद कभी equilibrium तक न पहुँचे। अगर ब्रह्मांड अपने components के redistribute होने की गति से अधिक तेज़ expand करता है, तो entropy घट भी सकती है
    इस बात को ध्यान में रखें तो entropy को gravity का component मानने वाली theory समय के साथ gravity बदलती है—ऐसा निष्कर्ष सुझाएगी

  • यह effect biological systems को model करते समय इस्तेमाल होने वाली hydrophobic interaction की याद दिलाता है। जैसे, proteins के अंदर hydrophobic residues के स्थित होने की प्रवृत्ति

  • कुछ साल पहले पढ़ा यह लेख मुझे बहुत अच्छा लगा था। domain अब active नहीं लगता, लेकिन content एक अच्छा introductory resource है और ज्यादातर external links अभी भी काम करते हैं
    https://web.archive.org/web/20211215122133/https://an0maly.c...