SMuK 2023 – wissenschaftliches Programm

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GR: Fachverband Gravitation und Relativitätstheorie

GR 8: Foundations and Alternatives I

GR 8.2: Vortrag

Mittwoch, 22. März 2023, 14:20–14:40, ZEU/0255

Geometrische Grundlagen der Nichtgleichgewichtsthermodynamik diskreter Systeme — •Marcus Hildebrandt — Uhlandstrasse 22a, 13158 Berlin

Aus thermodynamischer Sicht können kompakte Objekte wie Sterne und schwarze Löcher als diskrete Systeme behandelt werden, die sich im energetischen Austausch mit Ihrer Umgebung befinden (Schottky-Systeme). Zu einer konsistenten und erfolgreichen Beschreibung von solchen kompakten Objekten müssen die zentralen Feldtheorien der Physik, die Quantenmechanik, die Relativitätstheorie, die Elektrodynamik/Magnetohydrodynamik und die Thermodynamik zusammenspielen. Während alle Feldtheorien heutzutage in moderner geometrischer Formulierung auf Faserbündeln vorliegen, ist dies bisher in der Thermodynamik nur rudimentär der Fall. Der Autor zeigt, wie diese Struktur für diskrete Systeme aus einigen wenigen physikalischen Prinzipien abgeleitet werden kann und welche tiefe, geometrisch-physikalische Einsichten dies liefert. Zentrale Ergebnisse sind dabei: Relaxationsprozesse bleiben in den Fasern, in denen sie starten und enden auf einer Attraktormannigfaltigkeit, dem klassischen Gleichgewichtsteilraum der Thermostatik. Während in der Relativitätstheorie der Energie-Impulstensor die Geometrie des Raumes bestimmt, ist in der Thermodynamik die (1-Form der) Entropieproduktionsrate für das Entstehen einer geometrischen Struktur verantwortlich: Die Kontaktgeometrie.