物理學中的「熱寂」是怎麼回事?

時間 2021-06-05 15:51:48

1樓:hazhy

準確的說,這是熱力學的問題。但是這個問題預言了宇宙的滅亡,所以它不僅僅是乙個熱力學的問題了。

要想明白熱寂,就需要先了解「熵」這個概念。

熵是乙個自然科學的概念,熵代表了系統的無序程度和不確定性。熵在很多領域都有作用,比如在計算機領域的資訊熵,如果想用符號來表示資訊,每個資訊元不確定性越大,則熵越大,則需要表示該資訊的的符號的位數越多。在熱力學中,熵表示了系統分子運動的不確定性。

雖然著名的熱力學第一定律,揭示了能量守恆定律,即乙個封閉的系統包含的能量總量是不變的,既不會增加也不會減少。

但我們會面臨乙個疑問,既然能量守恆,為什麼我們在使用燃料時,為什麼不能把燃料釋放的能量重新收集回來,反覆迴圈利用。

克勞修斯提出熱力學第二定律,即能量轉化不可逆。並據此提出了熱力學熵增加的問題。雖然系統總能量守恆,但已經釋放的有序能量增加系統的無序程度。

比如燃料燃燒轉化成熱量,熱量使空氣分子的運動變的更劇烈更無序,即熵增加,而這種無序無法逆轉回有序。所以,系統能量守恆,但系統的熵是不斷增加的,可利用的有序能量越來越少。

2樓:楊曉堃

最簡單的說:假設宇宙中的物質和能量是守恆的,那麼隨著宇宙的膨脹,單位空間中的物質和能量就會減小,恆星會毀滅,星系會離散。最終物質、能量密度會變得足夠低,使得物質或能量都沒有辦法形成相互間的作用了,任何物質之間都不再有聯絡和作用了,就「熱寂」了。

然而,然而!最近的多次觀測(我不是搞實驗的我不太清楚細節)指出,宇宙處在加速膨脹中,驅動宇宙膨脹的能量變多了,變多了!就是說宇宙內總體的能量變多了,宇宙整體是沒有物質-能量守恆率的,驅動宇宙加速膨脹的能量到底是什麼形式,到底會不會和我們所知的物質發生作用還處在猜測的階段,熱寂的結論就還需要從新思考。

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