Despre haos

Provine din topicul „Ce a fost inainte de Big-Bang? Alte aspecte in Univers”.


,,La-nceput, pe când fiinţă nu era, nici nefiinţă''...

Inainte de Big - Bang exista haos ?

Daca admiti existenta Big-Bangului, mai departe depinde de teoria speculativa spre care te indrepti. Cei care lucreaza in teoria stringurilor propun ca evenimentul pe care noi il consideram Big-Bang, inceputul existentei Universului nostru, sa fie coliziunea a doua hipersuprafete numite brane, deci intrebarea care se pune acum e daca aceste brane au o evolutie complet determinista sau flucteaza, macar local. Aici nu stiu sa te lamuresc, dar inca odata, este o pura speculatie.

Alta teorie, a gravitatiei cuantice in bucle, propune ca inaintea Big-Bangului sa fi existat un Univers care a colapsat, dupa care s-a umflat la loc in Universul actual. Aceasta propunere cred ca a fost facuta inainte de descoperirea faptului ca expansiunea Universului este accelerata. In orice caz, daca in acest Univers anterior legile fizicii erau aceleasi, exista si acolo haos.

Intre noi fie vorba, imi vine foarte greu sa imi imaginez o lume in care haosul sa fie absent. Unele dintre cele mai simple (in aparenta) sisteme fizice au in realitate evolutii haotice, nu prea stiu ce fel de lume ar putea fi aia in care totul sa fie perfect ordonat.

Si aparitia ploii cred ca chindva era considerata ca fiind haotica, cu timpul omul a aflat care e treba.

De acord, stii ce fenomene fizice duc la aparitia precipitatiilor sub forma de ploaie, dar atmosfera tot are o dinamica haotica. Ce, n-ai vazut niciodata s-o dea aia de la meteo in bara cu previziunile? 

Atmosfera nu e un sistem determinist, sa poti sa spui exact cand o sa ploua, unde o sa ploua si cat o sa ploua, dar deja avem un nivel de intelege suficient de adanc si tehnologie suficient de buna cat sa putem prezice cu destul de multa incredere astfel de fenomene. Balbe mai exista, insa.

Auzisem ca s-ar fi inventat si ceva tehnologie care sa produca ploaie la comanda, dar nu cunosc amanunte.

omuldinluna a scris:De acord, stii ce fenomene fizice duc la aparitia precipitatiilor sub forma de ploaie, dar atmosfera tot are o dinamica haotica. Ce, n-ai vazut niciodata s-o dea aia de la meteo in bara cu previziunile? 

Atmosfera nu e un sistem determinist, sa poti sa spui exact cand o sa ploua, unde o sa ploua si cat o sa ploua, dar deja avem un nivel de intelege suficient de adanc si tehnologie suficient de buna cat sa putem prezice cu destul de multa incredere astfel de fenomene. Balbe mai exista, insa.

Auzisem ca s-ar fi inventat si ceva tehnologie care sa produca ploaie la comanda, dar nu cunosc amanunte.

Deacord ca si tine, stii ce fac eu chind aud meteo in RM ?!

Fac totul absolut invers, si merge super.

Deoarece astea de aici deschid dimineata geamul si daca vad ca pe ici colo sta chite un nouras, indata:- Cod galben, cod galben pe neaseara se asteapta ploi, ploi !!!

Totus, stiind toti parametrii initiali, cum in prezent se cunosc multe lucruri(totul nimeni nu stie) din meteorologie, s-ar putea prezice foarte aproximativ.

Tocmai asta e problema sistemelor haotice. Ai o gramada de parametri initiali, si nu ii stii cu precizie infinita. Daca sistemul e haotic, evolutia sa ulterioara va fi extrem diferita daca tu ai masurat unul dintre parametri ca avand valoarea 0.123 unitati, iar el de fapt era 0.12345... unitati.

omuldinluna a scris:Daca admiti existenta Big-Bangului, mai departe depinde de teoria speculativa spre care te indrepti. Cei care lucreaza in teoria stringurilor propun ca evenimentul pe care noi il consideram Big-Bang, inceputul existentei Universului nostru, sa fie coliziunea a doua hipersuprafete numite brane, deci intrebarea care se pune acum e daca aceste brane au o evolutie complet determinista sau flucteaza, macar local. Aici nu stiu sa te lamuresc, dar inca odata, este o pura speculatie.

Alta teorie, a gravitatiei cuantice in bucle, propune ca inaintea Big-Bangului sa fi existat un Univers care a colapsat, dupa care s-a umflat la loc in Universul actual. Aceasta propunere cred ca a fost facuta inainte de descoperirea faptului ca expansiunea Universului este accelerata. In orice caz, daca in acest Univers anterior legile fizicii erau aceleasi, exista si acolo haos.

Intre noi fie vorba, imi vine foarte greu sa imi imaginez o lume in care haosul sa fie absent. Unele dintre cele mai simple (in aparenta) sisteme fizice au in realitate evolutii haotice, nu prea stiu ce fel de lume ar putea fi aia in care totul sa fie perfect ordonat.

Deci dupa parerea ta inainte de Big Bang a fost haos .
Ca sa afirmi asa ceva trebuie sa ai si ceva motive .
Cam ce crezi ca ar fi existat inainte de Big Bang ?

N-am zis asa ceva. Doar ti-am adus la cunostinta doua teorii (cu care sunt cat se poate de paralel) ce propun scenarii pre Big-Bang si ti-am spus ca imi vine greu sa imi imaginez o lume cu legi fizice care sa nu conduca la haos.

Consider ca nu ma duce capul (ca tot ma faci infumurat, arogant si mai stiu eu cum) suficient de mult incat sa ma gandesc la ce a fost inainte de Big-Bang, asa ca eu unul nici nu ma obosesc sa-mi pun problema. Eu n-am inteles foarte bine, pana in ziua de astazi, nici ce s-a intamplat dupa Big-Bang, ce sa ma apuc acuma sa ma gandesc la ce a fost inainte.  

omuldinluna a scris:N-am zis asa ceva. Doar ti-am adus la cunostinta doua teorii (cu care sunt cat se poate de paralel) ce propun scenarii pre Big-Bang si ti-am spus ca imi vine greu sa imi imaginez o lume cu legi fizice care sa nu conduca la haos.

Consider ca nu ma duce capul (ca tot ma faci infumurat, arogant si mai stiu eu cum) suficient de mult incat sa ma gandesc la ce a fost inainte de Big-Bang, asa ca eu unul nici nu ma obosesc sa-mi pun problema. Eu n-am inteles foarte bine, pana in ziua de astazi, nici ce s-a intamplat dupa Big-Bang, ce sa ma apuc acuma sa ma gandesc la ce a fost inainte.  

Asa cum este Universul acum tie ti se pare ca este haos ?

Nu ca mi se pare mie, Universul nostru este unul haotic. Sisteme fizice dintre cele mai diverse prezinta caracter haotic, de la un pendul supus oscilatiilor fortate intr-un mediu disipativ, pana la sisteme gravitationale, atmosfera unei planete, sau miscarea nucleonilor dintr-un nucleu. Nici nu mai vorbesc de agitatia electronilor dintr-un metal, sau de miscarea din citoplasma unei celule.

Minunea e ca atunci cand privesti un sistem suficient de mare, o forma mai inalta de organizare apare peste intreaga structura. Moleculele unui gaz se afla intr-o miscare complet dezordonata, si totusi gazul poate prezenta stari de echilibru, caracterizate de parametri care per ansamblu sunt fixati. La fel, desi miscarea unui sistem stelar poate fi (si chiar este, in multe cazuri) haotica, galaxia prezinta o miscare care, vazuta in ansamblu, este ordonata.

Nici universul nostru nici alt univers şi deci nici multiversul nu cred că este haotic este chiar foarte ordonat de cine trebuie şi mai ales cum trebuie.....Se spune că universul nostru este în expansiune şi se presupune că la un moment dat universul nostru se va opri din expansiune şi atunci eu întreb cât timp va fi universul nostru în stare de staţionare adică nici de expansiune dar nici de contracţie????    

Cu cat materia este pe o treapta mai ridicata de organizare, cu atat complexitatea campurilor si a fortelor care se manifesta face ca formele de organizare sa fie mai diverse. Aceasta diversitate implica si caracterul aparent haotic de organizare al sistemelor cosmice, dar in realitate totul este guvernat de legile naturii.

Pai haos nu inseamna absenta legilor fizicii. Tocmai, miscarea haotica rasare din acestea. Ti-am lasat multe exemple cu sisteme de 3 corpuri care nu sunt perfect deterministe. Daca schimbi putin conditiile initiale ale unei probleme gravitationale de 3 corpuri, traiectoriile finale pot fi complet diferite, ori asta este una dintre trasaturile cele mai importante ale miscarii haotice.

Insemnatatea practica este urmatoarea: dat fiind ca nu poti avea o cunoastere perfecta a conditiilor initiale ale unui sistem, daca acesta ara caracter haotic, atunci o predictie determinista poate fi complet diferita fata de rezultatul observat in realitate.

virgil a scris:Cu cat materia este pe o treapta mai ridicata de organizare, cu atat complexitatea campurilor si a fortelor care se manifesta face ca formele de organizare sa fie mai diverse. Aceasta diversitate implica si caracterul aparent haotic de organizare al sistemelor cosmice, dar in realitate totul este guvernat de legile naturii.

Caracterul haotic apare datorita faptului ca omul nu a descoperit inca toate legile si principiile ce guverneza materia.
De altfel nu numai la corpurile ceresti (cu acele planete neincluse intr-un sistem solar ) si care plutesc aparent
haotic in spatiu ci si la miscarea browniana miscarea particulelor este aparent haotica ea fiind data de directiile
impulsului si de directia gradientilor de temperatura diferiti .
Daca am cunoaste parametrii initiali, miscarea aparent haotica  browniana a acestora nu ar mai fi asa de haotica
si am determina comportamentul fiecarei particule .

Si aici intervine problema. Intr-un mol de gaz ai molecule. Cum poti determina, chiar considerandu-le obiecte clasice, conditiile initiale ale tuturora la un moment dat, si cum rezolvi toate ecuatiile de miscare? Fiecare molecula interactioneaza cu toate celelalte.

omuldinluna a scris:Si aici intervine problema. Intr-un mol de gaz ai molecule. Cum poti determina, chiar considerandu-le obiecte clasice, conditiile initiale ale tuturora la un moment dat, si cum rezolvi toate ecuatiile de miscare? Fiecare molecula interactioneaza cu toate celelalte.

Da. dar haos inseamna dezorganizare ,neexistenta unei organizari a unor principii
si legi , asa cum de fapt se presupune ca era Universul inainte de BB .
Nu inseamna ca daca nu ai parametrii initiali la fiecare molecula miscarea lor
este haotica. Daca ai avea un calculator si ai stii parametrii ai putea cunoaste
directia impulsului pentru fiecare dintre acestea .

Miscare haotica inseamna altceva in fizica, anume nu absenta unei legi, ca legea este cunoscuta, dar caracterul miscarii este de asa natura incat nu este complet determinist. Orbitele unui sistem haotic pot fi extrem de diferite la variatii extrem de mici ale conditiilor initiale, pe de alta parte, orbitele unui sistem determinist sunt independente de valorile conditiilor initiale.

Uite ca exemplu, miscarea in camp central gravitational. Pentru un sistem de doua corpuri, traiectoria este mereu o orbita eliptica (daca sunt legate desigur), indiferent de pozitile si vitezele initiale (numai sa nu fie atat de mari incat energia totala a sistemului sa fie pozitiva, iar corpurile sa scape). Pentru un sistem de 3 corpuri insa, conditii initiale foarte apropiate au un impact crucial asupra evolutiei sale. Intr-un caz, corpul 2 sa zicem scapa liber iar 1 si 3 raman legate. Schimbi conditiile initiale putin si constati ca 1 scapa liber iar 2 si 3 raman legate, sau mai schimbi putin conditiile si ai norocul sa dai peste o stare stabila, in care toate 3 raman legate. Interactia este mereu aceeasi, forta de gravitatie centrala si invers proportionala cu patratul distantei dintre fiecare pereche de corpuri.

Revenind acum la problema cu gazul, ce fel de calculator crezi ca iti poate rezolva un sistem de 10^23 ecuatii de miscare cuplate? Si presupunand ca ar exista o masinarie atat de formidabila, cum stabilesti 10^23 conditii initiale pentru moleculele tale? Trebuie sa mori in acelasi in acelasi timp 100.000.000.000.000.000.000.000 de pozitii si viteze. Cum ai putea face asa ceva?

Revenind la problema cu gazul nu inseamna ca daca tu nu ai gasit programul
sau nu stii toti parametrii initiali de miscare nu ai o miscare ordonata
dupa un anumit principiu.
De altfel poti foarte bine sa determini miscarea pentru o singura molecula .
Daca ai putea sa ai o privire de ansamblu le-ai putea determina pe toate dar acest lucru nu inseamna
ca daca tu nu esti capabil sa determini parametrii, miscarea este haotica  

Pai cunosti principiul, ca stii legea cu care interactioneaza. Si totusi, cum determini miscarea? Intreb inca odata cum masori 100.000.000.000.000.000.000.000 de conditii initiale si cum rezolvi un sistem de 100.000.000.000.000.000.000.000 de ecuatii de miscare?

Cum determini miscarea pentru o singura molecula, daca interactia depinde (sa zicem) de o putere a distantei dintre aceasta si fiecare alta molecula, iar nici o alta molecula nu este fixa, ci se misca in campul generat de acea molecula?

Nu e limpede ca daca judeci asa, nu ajungi nicaieri?

omuldinluna a scris:Pai cunosti principiul, ca stii legea cu care interactioneaza. Si totusi, cum determini miscarea? Intreb inca odata cum masori 100.000.000.000.000.000.000.000 de conditii initiale si cum rezolvi un sistem de 100.000.000.000.000.000.000.000 de ecuatii de miscare?

Cum determini miscarea pentru o singura molecula, daca interactia depinde (sa zicem) de o putere a distantei dintre aceasta si fiecare alta molecula, iar nici o alta molecula nu este fixa, ci se misca in campul generat de acea molecula?

Nu e limpede ca daca judeci asa, nu ajungi nicaieri?

Sa imi creasca la loc par pe chelie de inteleg de ce ai simtit nevoia sa zici ,,Nu e limpede ca daca judeci asa, nu ajungi nicaieri''
cand mai sus ai scris ,,pai cunosti principiu ca stii legea cu care interactioneaza''

Am zis eu altceva?! Tocmai, am scris clar ca se poate calcula totul daca cunosti interactiile.

Cateodata imi lasi impresia ca nu citesti absolut nimic din ce scriu, ci doar cauti sa ma contrezi cu orice pret.

[Atac la persoană].

Inca o data, cunosti natura interactiei, sa spunem ca e data de legea lui Coulomb, dar cum rezolvi, concret, 10^{23} ecuatii cu 10^{23} conditii initiale, ca sa determini miscarea tuturor moleculelor din gaz?

Ia scrie ecuatia de miscare a unei singure particule, sa vedem cum arata.

Edit: de fapt, ce sa mai, hai ca scriu eu sistemul. Sa presupunem ca avem un mol dintr-un gaz de electroni intr-un recipient dat. Atunci, pentru electronul i ecuatia de miscare este

, unde N_A este numarul lui Avogradro, indicele ' al sumei semnifica faptul ca nu sumez peste electronul i, iar vectorul r_{ij} este .

Deci, fara sa mai ridic macar problema determinarii tuturor conditiilor initiale, cum rezolv un sistem de N_{A} ecuatii cuplate, ca sa determinin macar solutia generala? Le propun de pe acum administratorilor ca cine vine cu raspunsuri in bataie de joc sa ia cateva zile de pauza de pe forum. O fi platforma forumgratuit, dar cred ca ajunge cu mistoul gratuit.

omuldinluna a scris:Mda, tie ori iti face placere sa te prefaci ca ai amplitudinea intelectuala sub medie, ori chiar ai amplitudinea intelectuala sub medie.

Inca o data, cunosti natura interactiei, sa spunem ca e data de legea lui Coulomb, dar cum rezolvi, concret, 10^{23} ecuatii cu 10^{23} conditii initiale, ca sa determini miscarea tuturor moleculelor din gaz?

Imi pare rau ca am ajuns la discutii de acest gen !
Vad ca cele ce am scris pe topicul Intrebari si Raspunsuri se adevereste :
Nu vreau sa recurg la jigniri si afronturi cum faci tu ,dar iti mai spun :
miscarea moleculelor este controlata pentru ca tu stii principiile dupa care ele
se ciocnesc si stii ca daca ai cunoaste unghiul ai afla directia si deasemenea
poti sa determini traiectoria.
E o problema de conceptie aici !
Ia spune-mi daca ai avea numai doua molecule si ai avea parametrii initiali ai miscarii
si impulsul ciocnirea fiind elastica ai putea sa determini ulterior traiectoria ?
Tot asa calculezi cu 3 molecule apoi cu 4 etc.
Asta nu inseamna ca noi daca nu putem calcula la 10 ^23 molecule ,avem haos intr-un
gaz ceea ce sustii tu .
Haos inseamna dezordine , lipsa principiilor si legilor, ceea ce nu este cazul in acest univers.
Din contra mi se pare teribil de organizat.

Ia arata-mi tu cum rezolvi problema pentru 3 electroni, si sa vedem cum este ea determinista. Vezi ca ai o problema similara prezentata in simulari (variaza tot ca inversul patratului distantei) pe topicul cu miscarea in camp central, si traiectoriile alea sunt haotice,  , ca oi cunoaste tu principiile dinamicii si totusi traiectoriile se schimba radical la schimbarea conditiilor initiale. Am scris mai sus, dar vad ca nu stii sa citesti. In fizica, haos nu inseamna absenta legii, aia e pur si simplu necunoastere, ci dependenta traiectoriilor de conditiile initiale.

omuldinluna a scris:Ia arata-mi tu cum rezolvi problema pentru 3 electroni, si sa vedem cum este ea determinista. Vezi ca ai o problema similara prezentata in simulari (variaza tot ca inversul patratului distantei) pe topicul cu miscarea in camp central, si traiectoriile alea sunt haotice,  , ca oi cunoaste tu principiile dinamicii si totusi traiectoriile se schimba radical la schimbarea conditiilor initiale. Am scris mai sus, dar vad ca nu stii sa citesti. In fizica, haos nu inseamna absenta legii, aia e pur si simplu necunoastere, ci dependenta traiectoriilor de conditiile initiale.

Eu abandonez... Daca nu intelegi ce vreau sa-ti spun asta este !

Atat mai completez :Traiectorile acelea din miscarea in camp central sunt haotice
pentru ca nu ai luat in considerare ,toti factorii care actioneaza asupra sistemului .
Altfel ai vedea ca ai o miscare controlata.
La electroni datorita vitezei electronilor care se apropie de viteza luminii,
ai acel nor electronic si in plus mai ai si dualitatea unda - particula, care te determina
sa te supui relatiei de incertitudine a lui Heisenberg.
Dar acest lucru nu inseamna ca miscarea electronului nu e organizata chiar daca
factorul uman nu este in msura sa-i determine locatia .
Din contra el se supune legii de atractie Coulombiene etc.etc...

Am vazut o demonstratie de circ, in care intr-un glob din grilaje metalice, evoluau cinci motociclete in sensuri diferite ce lasau impresia de haos, dar in realitate fiecare miscare era intradevar controlata.
https://www.youtube.com/watch?v=tzkdc_Nuxz0

Ceia ce numim noi haos reprezinta doar incapacitatea noastra de explicare a multiplelor evenimente care se petrec cu o viteza atat de mare incat nu pot fi incadrate in regulile cunoscute. Cum ai putea numi miscarea moleculelor intr-un pahar cu apa decat haotica, dar daca am privi doar o molecula am observa ca ea urmeaza un traseu dominat de campurile moleculelor inconjuratoare, care la randul lor sunt in continua miscare, ceia ce ne face imposibila stabilirea unei legi de miscare pentru molecula observata.

Nici eu nu cred în existenţa obiectivă a haosului. Este o mare dovadă de vanitate din partea oamenilor de Ştiinţă care vor să impună ideea că Universul este haotic, echivalând necunoaşterea noastră cu limitele naturii. Haosul este doar o aparenţă şi trebuie să subliniem asta ori de câte ori apare posibilitatea ca un om să creadă greşit că natura ar fi haotică.

CAdi a scris:Provine din topicul „Ce a fost inainte de Big-Bang? Alte aspecte in Univers”.


,,La-nceput, pe când fiinţă nu era, nici nefiinţă''...

Inainte de Big - Bang exista haos ?

Conform DEX online:
"HÁOS, haosuri, s. n. 1. Stare primitivă, de neorganizare, în care, după cum presupuneau cei vechi, s-ar fi aflat materia înainte de apariția universului cunoscut de om; (în unele concepții teogonice) spațiu nemărginit, cufundat în beznă și umplut de „neguri”, în care s-ar fi găsit, într-un amestec confuz, elementele și materia înainte de organizarea lumii; stare de dezordine, primordială a materiei."

Dacă haos este ceea ce spune DEX online atunci ce anume a determinat ordonarea materiei aşa cum este cunoscută azi?  

Definitia din dex este incompleta, deoarece haosul a fost in perioada de dupa B_B, in care pe langa aparitia primelor particule (quarcii) mai existau fotoni, cuante de mare energie, bosoni, si altele. De fapt negurile si intunericul din spatiul nemarginit a fost inainte de aparitia stelelor, cand nebuloasele umpleau universul.
Ce a determinat haosul sa se transforme in materia organizata? Prezenta undelor gravitationale care sau ciocnit in interiorul nebuloaselor, a condus la cresterea concentratiei locale a materiei aparand astfel primele centre de dezvoltare a corpurilor ceresti. Din pacate nu stim ce a determinat aparitia undelor gravitationale tocmai la un anumit nivel de evolutie a universului. Poate ca undele gravitationale existau dintotdeauna, in paralel cu undele electromagnetice, dar inca materia nu era organizata in atomi, si de aceia nu puteau da nastere corpurilor ceresti. Insa acest lucru intra in contradictie cu ideia ca toata energia universului ar fi fost concentrata intr-un punct inainte de B_B, pentru ca undele gravitationale nu se puteau desfasura intr-un punct. Mai plauzibil este ca B_B a fost o etapa din universul nemarginit si s-a petrecut in timp scurt intr-o infinitate de puncte, adica fiecare aparitie de particule din ciocnirea a doua cuante reprezinta un eveniment ce apartine de B_B-ului. Ca exemplu intuitiv imaginativa ca denumim B_B momentul evaporarii apei de pe suprafata unui lac, si ca fiecare molecula de apa produce un eveniment atunci cand se evapora. Procesul dureaza pana se evapora intreaga apa si lacul seaca, astfel spatiul devine plin de vapori de apa. Desigur exemplul este incomplet, dar cu indulgenta poate sugera un moment de inceput a universului, cand materia era in stare inerta, ca apoi dupa "evaporare" sa devina o stare energetica capabila de organizare.

@CAdi

Ce am neglijat intr-o problema de 3 corpuri gravitationala? Gravitatia fiecarei particule actioneaza asupra celeilalte, cu formula data de Newton. Este poate cel mai simplu exemplu pentru a intelege ce este acela un sistem haotic, asa ca il mai repet odata.

Intr-o problema de doua corpuri, atata vreme cat energia sistemului este negativa, sunt numai doua evolutii posibile ale sistemului, anume ori particulele cad una pe cealalta, ori raman prinse pe orbite eliptice (sau la limita circulare), iar acest caracter nu se schimba la variatia infinitezimala a conditiilor initiale. Intr-o problema de 3 corpuri insa, o diferenta minuscula strecurata in conditiile initiale duce la o evolutie complet diferita a sistemului. Poate insemna trecerea de la o orbita stabila, la una in care corpurile scapa, sau unul singur scapa iar celelalte doua raman legate.

Iata aici un alt exemplu foarte bun de miscare haotica. Trei electroni, tratati ca particule clasice, prinsi intr-un potential armonic:



A rulat numai odata codul. Daca ii mai dadea drumul odata cu conditii initiale foarte putin diferite, miscarea ar fi fost cu totul alta, desi fortele erau aceleasi. Din pacate, n-am acum la dispozitie un asemenea cod, dar o sa incerc sa fac unul cat de curand posibil, ca sa va fac simulari chiar pe un asemenea sistem, cu conditii initiale foarte apropiate, si sa vedeti ca miscarea este intr-adevar haotica.

Daca n-ar fi haotica, evolutia sistemului nu ar trebui sa fie sensibila la conditiile initiale.