Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog
15 septembre 2009 2 15 /09 /septembre /2009 10:31

 II Entropie

 

1- Sus aux fausses idées : entropie et désordre


Que vous soyez rôliste ou physicien, vous avez dû l'entendre souvent : l'entropie c'est le désordre. Ou plutôt une mesure du désordre. Qu'on se le dise d'emblée : l'entropie n'est pas une mesure du désordre.

L'entropie, c'est plutôt une mesure de la quantité d'énergie et de son homogénéité spatiale. Comprendre que quand l'énergie augmente, l'entropie augmente, et que quand son homogénéité spatiale augmente, l'entropie augmente.


S1<S2<S3<S4<S5, le temps passe de 1 à 5 dans l'ordre numérique ; le système est fermé.


On a ici quatre particules porteuses d'énergie et quatre cases dans lesquelles elles peuvent se mettre. L'état d'entropie maximale est très régulier, c'est-à-dire ordonné : une particule dans chaque case. L'état d'entropie minimale est lui aussi ordonné : toutes les particules dans la même case. Par contre, les états intermédiaires sont plus irréguliers ; par exemple, celui où il y a deux particules dans une case, une dans une autre et une dans une autre, celui ci est plus désordonné.


Alors peut-être qu'il y a du désordre dans le sens où les solides seront moins entropiques que les gaz, et que les gaz sont plus sujets à l'agitation thermique qui est quand même assez bordellique sur certains points. Mais l'entropie n'est sûrement pas une mesure du désordre en général.


En revanche, on voit bien sur le schéma que l'homogénéité de l'énergie du système a augmenté, car les particules portent l'énergie.


2- Entropie et réversibilité


L'entropie de l'Univers augmente ! D'une manière plus générale, l'entropie d'un système n'échangeant pas d'énergie avec l'extérieur augmente.


L'entropie peut s'échanger avec l'extérieur, mais elle peut aussi se créer. Lorsqu'il y a création d'entropie lors d'une transformation, la transformation est irréversible : une fois qu'elle est faite, on sait avec certitude que le système n'effectuera pas de transformation suivant le même chemin dans le sens inverse.


Lorsqu'on congèle de l'eau, on a une transformation réversible donc il n'y a pas de création d'entropie.

Lorsqu'une raclette se refroidit, on a une transformation irréversible, car c'est impossible que l'énergie thermique récupérée par l'air revienne vers la raclette. Il y a création d'entropie, et homogénéisation des énergies thermiques de l'air, auparavant froid, et de la raclette, auparavant chaude.


Les propriétés de l'entropie sont paraît-il les seules à exprimer l'irréversibilité du temps, mais maintenant je vous pose la question : le temps n'est-il pas cyclique et l'irréversibilité bornée à un futur proche ?


3- Entropie et Univers


En se disant que l'entropie ne cessera d'augmenter, sachant qu'elle mesure l'homogénéité spatiale de l'énergie, on a des raisons de se dire que l'Univers va finir par atteindre un état d'homogénéité totale, état que l'on appelle « la mort thermique de l'Univers ». Selon la valeur de la densité de l'Univers, les cosmologistes prévoient trois suites possibles : une expansion douce, la mort thermique de l'Univers avec expansion rapide, ou le Big Crunch, grand effondrement de l'Univers sur lui même. Apparemment, sa valeur serait telle qu'on aurait l'expansion douce, qui est quand même infinie.


Mais il existe un théorème mathématique, dit théorème de Poincaré (encore lui !), qui s'applique à l'entropie et qui dit que pour un système donné, au bout d'un temps suffisant, l'entropie revient à la valeur où elle était avant. Ca voudrait dire que l'entropie de l'Univers, qui est aussi un système thermodynamique aux dernières nouvelles, devrait redescendre !

Mais pas avant très longtemps. Car rien que pour 100 mL de gaz, il faut 10 milliards d'années pour que ce retour en arrière ait eu lieu.


Mais alors je me pose des questions. Le Big Crunch, le Big Bang, une entropie qui monte et qui descend... Et si le temps était cyclique, et que l'Univers était tel un coeur qui bat ? En y réfléchissant, je suis tombé sur des paradoxes, et je devrais travailler dessus assez sérieusement pour connaître la vérité. Si j'ai des nouvelles intéressantes, j'essaierai de vous en faire part.


Ce qui me semble sûr, c'est que la cosmologie est encore assez immature...

Partager cet article

Repost 0
Published by Bête spatio-temporelle - dans Sciences
commenter cet article

commentaires

Bête spatio-temporelle 04/12/2009 19:09


Le paradoxe en question était que l'entropie augmente alors que la matière perd l'homogénéité qu'elle avait au Big Bang en se disloquant. Plutôt que d'imaginer une boule uniforme qui explose et
s'étend, il vaudrait peut être mieux voire une boule uniforme qui se disloque. Parce que l'Univers, il s'étend par rapport à quoi ?

En se disant qu'il y a augmentation de l'énergie thermique au sein des étoiles, on arrive à trouver une source d'augmentation de l'entropie qui nous laisse l'"espoir" que l'entropie de l'Univers
augmente bel et bien.


Présentation

  • : L'étoile du marin, site web de Corentin CHAROUSSET
  • L'étoile du marin, site web de Corentin CHAROUSSET
  • : Sciences humaines, exactes ou naturelles, philosophie, politique, arts... Je vous emmène sur les flots dans un voyage aux mille escales, avec toujours le même objectif dans la longue-vue : l'étoile du marin, ou l'idéal qui anime l'homme qui a de l'espoir.
  • Contact

Recherche