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地上のエントロピーは減少していますか?

地球は、太陽熱エネルギーが出入りしているので、 開放系だとよく言われますが、 1.地球全体では、エントロピーは減少しているのでしょうか? 2.自然界ではどうでしょうか? 3.宇宙全体ではどうでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • ruehas
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回答No.2

こんにちは。 >地球は、太陽熱エネルギーが出入りしているので、 >開放系だとよく言われますが、 そうですね、そのエネルギーの出し入れを「散逸構造」と言います。ですから、地球は外とのエネルギーのやり取りが開放されている「散逸系」ということになります。 >1.地球全体では、エントロピーは減少しているのでしょうか? >2.自然界ではどうでしょうか? 形あるものは壊れる、と言うと正確さを欠きますが、全ての系で、あらゆるもののエントロピーは減少するというのが原理です。ですが、地球では、それと同時にエントロピーの増大も起こっています。これは、地球がエネルギーの出し入れに対して開放された散逸系であるからです。 エントロピーを増大させているのは、太陽から地球に供給されるエネルギーです。エントロピーの法則に逆行するということはあり得ないので、地球に供給されたエネルギーは全て熱に変わってしまい、二度と光エネルギーに戻すことはできません。ですが、太陽からは次々と光エネルギーが供給されます。そして、地球は消費した熱エネルギーをゴミとして宇宙に捨てます。つまり、これによって地球全体のエントロピーの総量はバランスが保たれているということになります。これが「散逸構造」ですね。そして、このエネルギーがエントロピーを増大させるメカニズムが「自己組織化」です。 自然界での太陽エネルギーの使われ方をふたつほど例に挙げます。 水は低きに流れ、元には戻りません。これは、エントロピーの法則に従って位置エネルギーを失ったということです。ですが、海に流れ込んだ水を蒸発させ、再び山の上に雨や雪を降らせるのが太陽エネルギーです。 また、生物界では、太陽エネルギーの受け入れ窓口は植物の光合成です。植物は、水を分解し、生物に必要な炭水化物を作ります。これは、水素の燃え滓であるH2Oを、太陽のエネルギーを用いて再び燃やすことのできる燃料に変えるということです。 地球の気象が太陽エネルギーと密接に関係していることは言うまでもありません。そして、それは雲を作り、雨を降らせるシステムを維持しています。このように、誰の手を借りるでもなく、自発的にこのシステムを作り、維持しているのが「自己組織化」です。 生体の主原料である水素、酸素、炭素、窒素が単独で動けるはずはありません。ですが、無数のそれらが複雑に結合し合い、終いには生命を持って動き出すというのが生物です。生物とは、散逸構造を持った複雑系に於ける究極の自己組織化現象です。そして、このような様々な自己組織化現象が地球のエントロピーを増大させています。 >3.宇宙全体ではどうでしょうか? そうですね、まず、太陽系は閉鎖系でしょうか。 如何に自己組織化といえども、太陽が燃え尽きてしまえば地球も死んでしまいますよね。 地球と違って、太陽には新たなエネルギーを供給してくれるものはありません。ですから、太陽はやがて燃え尽きてしまいます。ですが、これは太陽系が閉鎖系であるこということではありません。太陽に隕石が衝突するならば、如何に僅かといえどもエネルギーの元が供給されたということになります。何よりも、太陽は外に向かってエネルギーを放出しています。つまり、太陽はエントロピーの収支が圧倒的に減少である為に燃え尽きるのであって、閉鎖系ではないということになります。 さて、宇宙は太陽のように外にエネルギーを放出することはできません。もちろん、流入もありません。宇宙は完全に閉鎖系です。従って、宇宙全体ではエントロピーは減少の一途ということになります。 ところで、宇宙では減少しているということなのですが、宇宙は、そのエントロピーをいったい何処に捨てているのでしょうか。外に捨てているなんて言ったらぶん殴られますよね。 現在、宇宙は物凄い速さで膨張しているのだと言われています。これは、エントロピーの法則に従うものだと思います。かたや、宇宙の質量如何では、収縮に転ずるという考えもあります。 宇宙が収縮に転ずるならば、それは拡散したエネルギーが再び濃縮されるということです。当然、エントロピーは増大します。宇宙は閉鎖系なのですから、エントロピーが増大するわけがありません。 この現象に言葉を宛がうのであれば、「相転移」と考えられると思います。物質がその状態を維持できなくなったとき、構造は変化しなければなりません。その境界が「臨界」です。そして、宇宙の重力はその鍵を握っています。 ですが、このエントロピーの増大は一時的なものです。一時的といっても、宇宙の時間のスケールは何百億年ですが、やがてはそれもエントロピーの減少に転じます。そして、再び臨界が訪れるならば相転移するかも知れません。「脈動」というのは、臨界と相転移の刳り返しによって起こります。ですから、これは「宇宙の脈動」ということになります。 重力が不十分であれば、宇宙は永遠に膨張をし続けます。ですが、エントロピーがゼロになることはありません。だから、永遠に膨張し続けるわけです。同様に、脈動も永遠に続きます。何故ならば、宇宙には外というものがなく、完全な閉鎖系で、エントロピーの総量には絶対に変化が起きないからです。 大変長くなって済みません。 後半、やや主観が混じり、不正確な部分もあるかも知れませんが、何かの参考にしていただければ有り難く思います。

welovekobe
質問者

お礼

>生物とは、散逸構造を持った複雑系に於ける究極の自己組 >織化現象です。そして、このような様々な自己組織化現象 >が地球のエントロピーを増大させています。 生物をこういうふうに定義してくれると とてもいろんな意味で議論しやすいです。 どうも貴重なヒントを有難うございました。 大変丁寧にお答えいただきまして、感謝です。 詳しすぎて、理解できていないところも 在るかも知れませんが、時間を掛けて、いろいろ 勉強しようと思います。

その他の回答 (2)

  • tosiki
  • ベストアンサー率23% (34/145)
回答No.3

御質問にたいしての回答です。 霊界の事は詳しくは知りませんが、 自力で導き出した考えなら説明は出来ます。 最近、真空のエネルギーが話題になっています。 真空中から物質(エネルギー)が発生しているのが 確認されたからです。 E=MC^2を、M=E/C^2に置き換えます。 質量は、エネルギーと空間(C^2)さえあれば発生は可能である。 真空のエネルギーでは無く、空間のエネルギーである。 宇宙はエントロピーで閉鎖された空間であるから、消滅したエネルギーは、空間から再発生し、エネルギーは保存される。 宇宙の質量は一定であるから、 ※常にその質量は空間を支えられる。 宇宙が膨張を停止しても質量が違うため外とのエントロピーは閉鎖される。 またはエントロピーが開放しても一時的である。 この時マイナス(吸収のみ)のエントロピーである。 宇宙は重力(自重)でもって収縮へ向かう。 常に宇宙のエントロピーは保存される。 あくまで私の考えです。

welovekobe
質問者

お礼

>E=MC^2を、M=E/C^2に置き換えます。 >質量は、エネルギーと空間(C^2)さえあれば発生は >可能である。真空のエネルギーでは無く、空間のエネルギーである。 どうも示唆にとんだご意見誠に有難うございます。 これくらいの数式なら、微分と違うので、私でも 分かりました。(笑) 私も以前、哲学のカテゴリーで同じような数式を 書いた記憶がありますが、 エネルギーと空間があれば、質量が発生するという ことは知りませんでした。とてもよいことを聞きました。 C^2は、この場合、定数ですよね? すると、質量はエネルギーという変数にだけ比例する。 ということですよね? つまり、そのエネルギーがどこから来ているのか? 質量保存の法則が、宇宙で当然だとすれば、 エネルギー保存の法則も当然ですよね? すると、真空から出てくる質量(エネルギ-)は、 まったく新しいエネルギーではなく、リサイクルされて 出てきたエネルギーということでしょうか??

  • tosiki
  • ベストアンサー率23% (34/145)
回答No.1

開放系とは、エネルギーが移動出来ると言う意味です。(エネルギーの開放系) 地球全体では、太陽エネルギーが入ってきます。 また、真空の宇宙へ地球の熱エネルギーも損失します。(開放系です) 自然界では、食物連鎖サイクルが閉鎖的に見えますが、光合成の部分で太陽光のエネルギーが入ってきますし、太陽が無ければサイクル自体が存在出来ません から、開放系になります。 宇宙ですが、もしエネルギーが開放系であるなら、自然に宇宙の存在が薄くなり、いずれ消滅してしまいます。 閉鎖的であるなら、消滅せず、いずれ空間が収縮を始めるでしょう。 E=MC^2で、エネルギーは一定ですから、 Cの速度がマイナスの収縮をはじめると質量が変化 するはずです。 但し、物理法則が逆転はしないと考えています。

welovekobe
質問者

お礼

両方の質問に一番にお答え下さり どうも有難うございました。 開放系という意味がよく分かりました。 どうも、よく知らないで使っていたみたいです。 自然界は、開放系ですね。分かりました。 霊界と宇宙が、ちょうど、心と体の関係のように、 主体と対象の関係において、授受作用して 「力」が絶えず発生しているとしたら、 宇宙は、開放系だと思いますか・・・?

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