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Autore Messaggio
MessaggioInviato: venerdì 26 maggio 2023, 11:26 
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Iscritto il: domenica 7 settembre 2008, 11:45
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ippogrifo ha scritto:
Quello che meraviglia un po' è questa tendenza alla complessità che dal punto di vista termodinamico può risultare strana. Se aumenta la complessità sembra diminuire l'entropia del sistema, e si va verso sistemi più specifici ed ordinati, a basso contenuto di entropia. La necessità di avere energia a disposizione sembrerebbe evidente ... anche per costruire la complessità.

Questo paradosso è solo apparente. La realtà è che le strutture 'organizzate' ottengono una miglior dissipazione dell'energia, quindi accelerano l'aumento di entropia, anziché frenarlo o ridurlo. Sono quelle che l'astronomo Francois Roddier ha definito 'strutture dissipative':
Cita:
Le stelle sono delle strutture dissipative d'energia, che trasformano l'energia gravitazionale attraverso delle reazioni nucleari e la dissipano sotto forma di irraggiamento. Un ciclone è un'altra forma di struttura dissipativa, si dispiega grazie alla differenza di calore fra l'equatore e i poli. Gli esseri viventi sono in tutta evidenza delle strutture dissipative di energia, così come le società umane, a maggior ragione.
Tutte queste forme molto diverse si strutturano grazie ad una stessa affascinante proprietà: le strutture dissipative si mantengono producendo dell'energia interamente gratuita convertibile in lavoro meccanico. Per fare questo, esse utilizzano al massimo il flusso di energia nel quale appaiono.
”Le strutture dissipative si auto organizzano in modo tale da massimizzare il flusso di energia che le attraversa”, scrive François Roddier. Di colpo, esse ”massimizzano la velocità alla quale l'energia si dissipa” attraverso di loro.
(...)Le strutture dissipative obbediscono tutte alle leggi fisiche che regolano il comportamento dell'energia: le leggi della termodinamica. L'energia si conserva (prima legge della termodinamica), ma finisce sempre per dissiparsi sotto forma di calore (seconda legge). Questa dissipazione è irreversibile. L'energia – elettrica, chimica, ecc. - una volta trasformata in calore, non è più gratuita: essa è più o meno “persa”, nel senso che il calore non non può essere interamente riconvertito in lavoro meccanico. In termodinamica, la misura della dissipazione dell'energia sotto forma di calore, altrimenti detta la misura della disorganizzazione dei sistemi, del disordine irrimediabilmente crescente del mondo, si chiama entropia.
Le strutture dissipative massimizzano la velocità alla quale dissipano l'energia, si può dire che esse massimizzino il tasso di produzione dell'entropia: esiste una legge di produzione massima di entropia (MaxEP, secondo l'acronimo inglese). Questa legge, empirica, non è stata perfettamente dimostrata dai matematici.

https://ugobardi.blogspot.com/2013/12/f ... egina.html

Per approfondimenti vi rimando direttamente al blog di Roddier (le cui pubblicazioni sono state sospese nel 2019...), che può essere letto con un traduttore automatico: https://www.francois-roddier.fr/

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Marco Pierfranceschi,
autore dei libri:
- Il cielo ritrovato - guida pratica all'astronomia visuale (manuale)
- Breve guida all'astronomia amatoriale (vademecum)
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MessaggioInviato: venerdì 26 maggio 2023, 14:01 
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Iscritto il: domenica 8 maggio 2011, 20:54
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Risposta interessante. Interessante chiave di lettura.
Ovviamente finché si parla di vortici nell'acqua o nell'aria capisco bene, perché sono gli esempi dissipativi classici.
E che ci sia una certa tendenza all'ordine nei vortici posso anche intuirlo (vedi la strana Grande Macchia Rossa di Giove, l'Esagono di Saturno, i cicloni/anticicloni che si formano nell'atmosfera) anche se vi vedo pur sempre una buona dose d'instabilità caotica.

Si può estendere il ragionamento a tutti i sistemi complessi, anche a quelli molto complessi? Può darsi.
La complessità deve prendere una sola strada ben precisa per massimizzare la dissipazione dell'energia oppure sono possibili molteplici forme di complessità ugualmente efficienti?
Naturalmente sorgono svariati interrogativi.

Certo è che la Vita come si è sviluppata sulla Terra ha bisogno di un flusso di energia che, in qualche modo, attraversi i viventi. E pure ... se il contenuto di entropia dei viventi è bassissimo (perché hanno strutture ordinatissime), da qualche altra parte l'entropia deve andare a finire e quindi da qualche altra parte si deve generare disordine ("l'entropia totale dell'Universo tende sempre ad aumentare").
Sembrerebbe. :think:

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).


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MessaggioInviato: venerdì 26 maggio 2023, 14:42 
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ippogrifo ha scritto:
La complessità deve prendere una sola strada ben precisa per massimizzare la dissipazione dell'energia oppure sono possibili molteplici forme di complessità ugualmente efficienti?

Direi che, come al solito, entra in gioco la competizione.
Laddove possibile, i sistemi più efficienti mettono fuori gioco quelli meno efficienti.
Bisogna capire se esistono condizioni di partenza tali da portare all'affermazione di sistemi meno efficienti.

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MessaggioInviato: venerdì 26 maggio 2023, 19:24 
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Iscritto il: domenica 8 maggio 2011, 20:54
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Il prof di Fisica ci diceva sempre: "Guardate che anche il più imbecille tra voi è un sistema a bassissima entropia".
Ci sentivamo rincuorati.

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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 8:13 
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https://www.lescienze.it/news/2023/05/3 ... -12252974/

Non posso leggere l'articolo intero, ma se i sistemi planetari dovessero rivelarsi anche tendenzialmente instabili direi che la tesi della nostra eccezionalità guadagna punti... :uhm:

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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 10:04 
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Ho letto l'articolo per intero, accedendo con l'account.
L'articolo è interessante ed è abbastanza complesso (... troppo per essere riportato interamente).
Estrapolo alcuni passaggi:

1. Premessa
Nel 2009, due astronomi dell'Osservatorio di Parigi hanno annunciato una scoperta sorprendente. Dopo aver costruito un modello computazionale dettagliato del nostro sistema solare, i due scienziati hanno eseguito migliaia di simulazioni numeriche, proiettando i moti dei pianeti per miliardi di anni nel futuro. Nella maggior parte di queste simulazioni, che variavano il punto di partenza di Mercurio in un intervallo di poco meno di un metro, tutto procedeva come previsto. I pianeti hanno continuato a ruotare attorno al Sole, tracciando orbite a forma di ellisse che apparivano più o meno come nel corso della storia umana.

Ma circa l'uno per cento delle volte, le cose sono andate storte, letteralmente. La forma dell'orbita di Mercurio è cambiata in modo significativo. La sua traiettoria ellittica si è gradualmente appiattita, fino a quando il pianeta è precipitato sul Sole o si è scontrato con Venere. A volte, mentre tracciava il suo nuovo percorso nello spazio, il suo comportamento destabilizzava anche altri pianeti: Marte, per esempio, potrebbe essere espulso dal sistema solare o schiantarsi contro la Terra. Venere e la Terra potrebbero, in una lenta danza cosmica, scambiarsi le orbite più volte prima di entrare in collisione.

2 Ora, in tre articoli che insieme superano le 150 pagine, Guàrdia e due collaboratori hanno dimostrato per la prima volta che l'instabilità sorge inevitabilmente in un modello di pianeti in orbita attorno a un Sole.

"Il risultato è davvero spettacolare", ha dichiarato Gabriella Pinzari, fisica matematica dell'Università di Padova. "Gli autori hanno dimostrato un teorema che è uno dei più belli che si possano ottenere." Potrebbe anche aiutare a spiegare perché il nostro sistema solare ha l'aspetto che ha.

Ma le ricerche effettuate nel XVIII secolo da giganti della matematica come Pierre-Simon Laplace e Joseph-Louis Lagrange hanno indicato che, precessione a parte, le dimensioni e la forma dell'ellisse sono stabili. Solo alla fine del XIX secolo questa idea ha iniziato a cambiare, quando Henri Poincaré scoprì che anche in un modello con soli tre corpi (per esempio, una stella con due pianeti), è impossibile calcolare soluzioni esatte per le equazioni di Newton. "La meccanica celeste è una cosa delicata", commenta Rafael de la Llave, matematico del Georgia Institute of Technology. Basta alterare di un pelo le condizioni iniziali, per esempio spostando di un solo metro la posizione presunta di un pianeta, come hanno fatto Laskar e Gastineau nelle loro simulazioni, e su lunghe scale temporali il sistema può apparire molto diverso.

3.
Le simulazioni numeriche hanno fatto sperare che la ricerca di una prova del genere non fosse vana. E ci sono state prove preliminari. Nel 2016, per esempio, de la Llave e due colleghi hanno dimostrato l'instabilità in un modello di meccanica celeste semplificato composto da un Sole, un pianeta e una cometa, in cui si ipotizzava che la cometa non avesse massa e quindi nessun effetto gravitazionale sul pianeta. Questa configurazione è nota come problema "ristretto" a n-corpi.

4
Clarke, Fejoz e Guàrdia hanno dimostrato che le orbite possono crescere arbitrariamente. "Alla fine sono riusciti a far aumentare le dimensioni dell'orbita, anziché solo la forma o qualcosa del genere", dice Moeckel. "Questa è l'instabilità definitiva."

Anche se questi cambiamenti si sono accumulati molto lentamente, si sono comunque verificati più rapidamente di quanto ci si potesse aspettare, suggerendo che in un sistema planetario realistico i cambiamenti potrebbero accumularsi nell'arco di centinaia di milioni di anni, invece che di miliardi.


Mi rendo conto che è difficile fare un sunto perché vengono esposte molte ipotesi e considerazioni.
...
Considerazioni personali.
Le simulazioni e gli studi diventano sempre più precisi. La sensazione è che quando si tratta di gravità nessun sistema è tranquillo e durevole nella sua configurazione dinamica.
L'esatto contrario di un sistema solare stabile ed ordinato, preciso come un orologio svizzero.

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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 11:23 

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Mi sembra la scoperta dell'acqua calda..lo sappiamo tutti che cambiando un valore di un'equazione cambia il risultato. Così facendo si può dimostrare tutto e il suo contrario. I ricercatori hanno simulato lo spostamento dell'orbita di Mercurio di un metro o poco meno, calcolando che questo avrebbe influenzato per trascinamento la meccanica delle orbite di tutti gli altri pianeti, ma hanno dimenticato :roll: :evil: di dire che cosa mai avrebbe dovuto o potuto causare un simile spostamento, che nella realtà non sappiamo sia mai avvenuto né se mai lo sarà.


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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 11:43 
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tutto facile... dopo che lo ha detto qualcun altro :lol:

comunque, non ho letto con attenzione... ma credo che non abbiano "spostato" l'orbita di mercurio di un metro ma, più semplicemente, non abbiamo una risoluzione tale da calcolare con precisione di un metro l'orbita di Mercurio e, quindi, hanno fatto vari tentativi considerando quale potrebbe essere l'orbita reale di Mercurio...

certo che pure questi ricercatori, mettersi a perdere tempo con tutti questi calcoli a ricerche quando basterebbe venire qua sul forum di astrofilipuntoorg e chiedere...

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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 11:55 

Iscritto il: martedì 26 dicembre 2017, 11:48
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Non è che lo ha detto qualcunaltro, è che le orbite dei pianeti nel sistema solare sono ferme e ben stabili da almeno 3- 4 miliardi di anni e non c'è segno al momento che debbano spostarsi..


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MessaggioInviato: mercoledì 31 maggio 2023, 11:58 
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Si potrebbe essere portati a pensare che il Sistema Solare evolva verso un moto stazionario tranquillo, e sia capace di assorbire le eventuali perturbazioni occasionali causate per esempio dal passaggio delle comete, ritornando poi a muoversi in modo coordinato e tranquillo.

A quanto pare non è così, se si considerano tempi lunghi.

Sembra che ad accentuare moltissimo l'instabilità (secondo l'articolo) sia l'eventuale scarsità di massa della stella centrale e la disposizione dei pianeti in orbite non complanari, cioè non situate nel medesimo piano.

Lo so che è abbastanza intuitivo, però un conto è intuire un altro è dimostrare o approfondire con studi e simulazioni mirate.

Sembra che ci sia andata bene abbastanza a lungo principalmente perché nel nostro Sole è concentrata la stragrande maggioranza della massa del Sistema Solare e perché i nostri meravigliosi (consentitemi) Pianeti si muovono tutti pressoché nello stesso piano.

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