根據熱力學定律,這很有可能是宇宙的結局,也許就在幾十億年之後

自138億年前的創世之光以來,宇宙一直在不斷地膨脹,但如果熱力學第二定律對宇宙未來的預測是準確的,那麼無限膨脹將不可避免地成為我們生命的終結。

熱力學是研究熱量和能量以及它們是如何相互影響的。熱力學第一定律描述的是能量不能被創造或毀滅,而只是傳遞與轉換為另一種形式,能量總和保持不變。但是根據熱力學第二定律,讓科學家認識到了宇宙的不可避免的孤獨、寒冷結局。

自138億年前的宇宙大爆炸(Big Bang)開始,宇宙就處於持續地膨脹過程中,並且很有可能如此繼續無限膨脹下去。

然而,正如熱力學第一定律所描述的能量不能被創造或毀滅,這表明宇宙中的熱量和能量實際上是有限的——這意味著隨著宇宙的膨脹,宇宙會逐漸的降溫,就像它一直以來的這樣(宇宙從138億年前的極端高溫以來一直處於不斷的降溫過程中)。

那麼,熱力學第二定律是什麼呢?

最簡單的解釋是,當兩個物體接觸時,熱量會自然地從高溫物體傳向低溫物體——然而這永遠不可能以100%的效率完成。這種轉移背後的性質叫做熵,它本質上決定了組成物質的分子其無序度,即熵值越大,混亂度越高。

例如,冰塊中水分子的有序度要高於相同數量的氣態水中的水分子。這意味著這些分子的熱量和能量已經隨著它們從一個狀態轉變到另一個狀態而耗散掉。

隨著能量的分散,新的恆星將不會形成

現在在一個更大尺度上來想像一下這種情況。事實上,最大的尺度可能就是整個宇宙。

如果第一定律是正確的(當然),那麼熱量和能量是無法被憑空創造的,這使有些科學家得出可能的結論認為宇宙將終結於「熱寂」(Heat Death)。

波士頓大學(Boston University)的一項研究指出,根據熱力學第二定律,宇宙的熵值將越來越大,無序度越來越高,當熵值最大,能量全部轉化為熱量,這意味著宇宙最終將結束於「熱寂」,一切物質都是處於相同的溫度。

這將到達無序度的最終水平;如果所有物質均處在同一溫度,那麼此時再也沒有功可做,亦沒有可維持生命的能量存在,所有的能量最終將終結於原子和分子的隨機運動。

隨著恆星的熄滅,宇宙將陷入黑暗與寒冷之中

熱寂或稱為大凍結理論,表明宇宙將繼續膨脹而不是大撕裂,它將膨脹至空無一物。隨著宇宙變得越來越大,物質和能量均勻地分布在整個宇宙,直到溫度下降至絕對零度。

此外,能量和物質分散地太過於遙遠,再也沒有足夠集中的能量來產生新的恆星。年老的恆星會逐一熄滅,導致宇宙去漆黑一片,仿佛空無一物。

然而,這是不太可能很快就會發生。根據科學家推算,宇宙的這種可能結局將會出現於距今28億年~220億年之後。

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat42/node1189593

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