Термична смърт на Вселената. Второто начало на термодинамиката: вечният двигател от втория вид и термичната смърт на концепцията за вселената Clausius за вселената

Преди изобретяването на ядрени оръжия никой не мислеше, че една бомба може да унищожи целия град. Въпреки това, всичко се промени след нападението на Хирошима на 6 август 1945 година. Хората първо срещнаха технологията на такава разрушителна сила. Това доведе до появата на концепцията за "разумно унищожение": един ден човек ще направи или информира нещо, което унищожава вселената. Добри новини: Всички наши ядрени резерви не са достатъчни дори за да унищожат земята. Но кой каза, че сме единствените разумни същества във Вселената? .

9. Край на играта

Една от най-шокиращите теории за нашата реалност е, че животът е просто компютърна симулация. Според философа Ника Бострум от Оксфордския университет, тъй като компютрите непрекъснато се подобряват, в някакъв момент хората ще развият толкова мощни изчислителни способности, които могат да симулират виртуални светове. Ако някой не изключи програмата, в която самите моделите сами сами. Дори няма да имаме време да осъзнаем, че вселената е дошла до края.

8. Унищожаване на основата

Според една от теориите, нашата вселена е възможна поради съществуването на физически константи като скоростта на светлината или масата на протона. Ако поне една от тези основни константи имаше друго значение, тогава просто няма да бъдем. Колкото и странно, австралийските физици установиха, че след голямата експлозия, постоянна фина структура се е променила в пространството и времето. Това означава, че други константи могат да се променят с течение на времето. И ако е така, отидете по-далеч, след като вселената просто смазва в малки частици. И планетите и звездите ще експлодират. Вярно е, че ще се случи не по-рано от 3 милиарда години.

7. Сблъсък с друга вселена

Какво е извън нашата вселена? Вероятно - други вселени. И ако теорията за множествените вселена е вярна, тогава може да се появи голям сблъсък. Възможно е нещо подобно да се е случило, тъй като нашата вселена е усукана. Въпреки това, следващия път последствията могат да бъдат много по-катастрофални. Друга вселена може да съществува във физически закони, които се различават от нашите. Тя може да се срине в нас със скорост близо до скоростта на светлината. Ако можехме да наблюдаваме сблъсък в бавно движение, това ще изглежда като гигантско огледало, което ни пада върху нас.

6. Голяма компресия

Тъй като по-голямата експлозия, която е настъпила преди 13,8 милиарда години, вселената се разширява. Повечето физици вярват, че вселената е безкрайна, но има обратното мнение. Ако това не е така, това означава, че в някакъв момент ще започне да се свива - като вълните, които се връщат обратно в океана. Вселената ще намалее и ще се срине в една точка. Теорията за голямата компресия се подкрепя от теорията на относителността на Айнщайн. Въпреки това, не си струва да се тревожите: ако нещо подобно и се случва, тогава милиарди години.

5. Осцилираща вселена

Според съвременните идеи, голямата експлозия се наблюдава от сингулярност, която е от една точка. Но откъде идва този въпрос? Предлага се теорията на осцилиращата вселена: след колапс на друга вселена се наблюдава голяма експлозия. Това означава, че нашата вселена някой ден ще проси отново в един момент и ще възникне нов свят. Какво е интересно: ако теорията е вярна, тогава нямаме представа дали нашата вселена се е случила след първия срив или след един милион първи.

4. Бариер на смъртта

Вселената ще се разшири, докато достигне физическата бариера. Сякаш хокейната пързалка се изпълни с много вода - и в крайна сметка тя щеше да удари страните и да спре да се разпространи. Според изчисленията, бариерата, която вселената ще достигне приблизително 3,7 милиарда години. И вероятността той обикновено съществува е 50%.

3. Много абсорбция

На 4 юли 2012 г. голям адрон Ковач най-накрая потвърди съществуването на Higgs Boson. Така нареченото "поле на Хигс" прониква във вселената. Интересното е, че това поле може да има различни състояния - точно както веществото може да бъде течно, твърдо и газообразно. Сега полето е на ниско енергийно ниво, но може да се движи по-високо и дори по-ниско. Последният вариант, според изследователите, е по-вероятно. Тази енергия "провал" може да бъде причинена от квантово колебание. В резултат на това новото поле с ниска мощност на HIGGS образува балон, който ще започне да се разширява със скоростта на светлината и да абсорбира всичко, което ще падне по пътя си. Това е нашата вселена. Но тази песимистична теория има две светли петна. Първият - имаме няколко милиарда години на склад. И второто - всичко се случва толкова бързо, че няма да имаме време да се уплашим.

2. Голямо замразяване

Сценарият, известен също като термична смърт, се основава на втория закон за термодинамиката - за увеличаване на ентропията в затворени системи. Вселената ще се разшири и обектите в нея се отстраняват един от друг. Когато ентропията достигне максимум, енергията ще бъде равномерно разпределена и всички процеси ще спрат. Звездите са готини, въпросът ще се освободи ... с една дума, целият кръг ще спре да работи.

1. Голяма почивка

Вселената с 68,3% се състои от мистериозна тъмна енергия, която физиците не знаят толкова много. Преди откриването си учените смятат, че разширяването на вселената от момента на голямата експлозия се забави или спря. Въпреки това, гледането на свръхнови, астрофизиката стигна до заключението, че разширяването всъщност се ускорява и причината за това е тъмната енергия. Тя е, която може да доведе до това, което се нарича голяма празнина. Този сценарий на унищожаването на вселената се основава на предположението, че с течение на времето тъмната енергия набира скорост, все по-често "метене" галактики и космически обекти, нарушавайки всички съществуващи връзки и структури. С една дума, вселената ще кацква на най-малките частици. Но ние няма да бъдем доведени до окончателното шоу - най-вероятно човечеството ще падне много по-рано.

Тази теория, представена от R. Clausius през 1865 г., според която вселената се счита за затворена система, следователно, според второто начало на термодинамиката, ентропията на Вселената е ангажирана с максимум, в резултат на това всички макроскопични процесите трябва да бъдат спрени в него.

Вселената: Спорове за затворена и отворена система

Спомнете си да започнем, каква е същността на втория старт на термодинамиката: когато необратимите процеси в затворената система се увеличава системната ентропия. За сравнение: в отключени системи, ентропията може да се увеличи и намалява и да остане непроменена.

Нека се върнем към нашата вселена. Вселената, според Клазий, несъмнено е затворена система, тъй като тя не обменя енергия с други системи (в края на краищата, няма друга вселена извън нашите?). Като затворена система, вселената има тенденция към равновесни състояния с състояние с максималната ентропия. По този начин всички процеси, които се случват във вселената, трябва да го спре, да спрет.

Защо критикуват теорията за термичната смърт на Вселената?

Критиката на теорията на термичната смърт на Вселената се основава главно на одобрение, че въпреки логиката на аргументите, термичната смърт все още не е дошла. Въпреки това мненията на учените бяха разделени по отношение на бъдещето на нашата вселена.

Хипотезата е неправилна, защото:

1 Версия:

Някои учени твърдят, че термичната смърт на Вселената е невъзможна, тъй като вторият закон на термодинамиката е неправилен или просто неточен, тъй като не е приложим за цялата вселена като цяло. Факт е, че държавата с максималната ентропия може да се възприема само като идеал, тъй като законът за увеличаване на ентропията не е абсолютен (и е подчинен на вероятностни закони). С други думи, поради случайни колебания (колебания) ентропията в системата винаги ще бъде по-ниска от максималната.

2 Версия:

Друг аргумент срещу теорията на Клаузий се превръща в разбиране за вселената като безкрайна, така че не може да се нарече нито затворена или отключена система (тъй като тези критерии се използват за крайни обекти). Ето защо е доста логично да се предположи, че при условията на безкрайността, вторият закон на термодинамиката не е приложим по принцип или трябва да бъде допълнен.

Във всеки случай, знанията за Вселената все още са незначително малки, така че всички прогнози относно бъдещето на Вселената остават само предположения. Например днес сред учените има и поддръжници на теорията на термичната смърт на Вселената, която твърди, че такъв сценарий за развитието на събитията трябва да се разглежда на равенство с други, тъй като човечеството все още не може да каже със сигурност, дали Вселената е безкрайна, или все още е ограничена, следователно може да се разбира като затворена система.

Знаем много малко за вселената. Всъщност почти нищо. Но тъй като хората мислят за това, което се случва след смъртта им, смъртта на цяла вселена не се интересува от нас. На човек последните години Научната общност е напреднала много теории - ще се изненадате, като научите колко много се различават един от друг. Истината, разбира се, никой не може да знае.

1. Голяма компресия

Най-известната теория за раждането на Вселената е теорията за голяма експлозия. Тя казва, че всичко, което първоначално съществува като сингулярност - безкрайно плътна точка в средата на голямото нищо. И тогава поради неразбираеми причини настъпи експлозия. Материята избяга с невероятна скорост и постепенно се превърна в вселената ни известна.

Как можеш да предположиш Голяма компресия - Това е голяма експлозия "напротив." Вселената постепенно се разширява под влиянието на собствената си тежест, но това трябва да бъде ограничение - определена крайна точка, граница. Когато вселената достигне тази граница, тя ще спре да се разширява и започва да се свива. Тогава целият въпрос (планети, звезди, галактики, черни дупки - виси) отвъд плътната точка в една безкрайно плътна точка.

Вярно е, че последните данни на тази теория са противоречиви - учените наскоро откриха, че вселената се разширява повече и по-бързо.

2. Термична смърт на Вселената

Като цяло, термичната смърт е обратното на голямата компресия. Според теорията гравитацията допринася за факта, че вселената ще продължи да се разширява в геометричната прогресия. Галактиките ще бъдат разграничени един от друг и по-нататък, като нещастни любовници, и всеобхватна черна бездна между тях ще расте.

Вселената следва същите правила като всяка термодинамична система: топлината е равномерно разпределена в това, което е в него. Цялото вещество на Вселената е равномерно разпределено между студеното, скучно и тъмно "мъгла".

В крайна сметка всички звезди, един по един, ще мигат и излизат, а енергията за появата на нови звезди вече няма да бъде - вселената ще излезе. Материята все още ще остане на място, но под формата на частици, чието движение ще бъде напълно хаотично. Тези частици ще се изправят един срещу друг, но без да обменят енергия. И хора? Хората също ще станат само частиците в средата на пустотата на Вигорин.

3. Термична смърт плюс черни дупки

Според популярната теория, цялата във вселената се движи около черни дупки: в центъра на почти всички галактики, известни на нас, има супермасивни черни дупки. Това може да означава, че звездите и дори всички галактики в крайна сметка ще бъдат унищожени веднага след като попадат в хоризонта на събитията.

Някой ден тези черни дупки ще поемат по-голямата част от въпроса и ние ще останем един по един с тъмната вселена. От време на време светлините тук ще се появят - това ще означава, че някой обект се оказа достатъчно близо до черната дупка, за да подчертае енергията. Тогава отново ще стане тъмно.

Тогава по-масивните черни дупки се разтопяват по-малко масивни и по този начин стават още повече. Но това не е краят на Вселената: Черните дупки се изпаряват с времето (губят масата си), като фактът, че радиацията на Хокинг се получава в съвременната наука. И когато последната черна дупка ще умре, в вселената ще останат равномерно разпределени частици с радиация на Хокинг.

4. Край на времето

Ако има нещо вечно в този свят, тогава това определено е време. Независимо дали вселената ще съществува, времето няма да бъде точно някъде другаде - без него, това просто няма да има възможност да разграничи предишния момент от следващия. Но какво, ако времето просто замръзва? Ами ако това, което разбираме под моментите, изобщо няма да бъде? Всичко ще замръзне в същия безкраен момент - завинаги.

Да предположим, че живеем в безкрайна вселена с безкрайно време. Това означава, че всичко, което може да се случи, определено ще се случи със сто процента вероятност. Същият парадокс възниква, ако живеете завинаги. Представете си, че времето на живота ви е неограничено, така че всичко, което може да се случи, също ще се случи и безкрайният брой пъти. Така, ако живеете завинаги, шансът за дълго време да се пенсионирате е 100% и ще прекарате вечността в тъмното пространство. Въз основа на това учените направиха предположение: Време, в крайна сметка, спрете.

Ако можеш да живееш завинаги, за да тестваш всичко това (в милиарди години след смъртта на земята), никога не бихте разбрали, нещо се обърка. Времето просто ще спре, и според учените всичко ще замръзне в един момент, както в снимката завинаги. Ще бъде същото миг. Никога нямаше да умреш, никога не е насочен. Това би било един вид псевдобесността. Но никога нямаше да научиш за това.

5. Голям отскок

Големият отскок е подобен на голяма компресия, но много по-оптимистична. Сценарият е един и същ: под влиянието на гравитацията разширяването на Вселената се забавя и в резултат на това всеки въпрос се събира в една точка. Според тази теория силите на бързото компресия ще бъдат достатъчни, за да се случи нова голяма експлозия - и след това ще се появи нова, млада вселена. Според този модел нищо няма да умре - въпросът просто ще "преразпределя".

Но такова обяснение не харесва физиката и физиката. Ето защо някои учени твърдят, че може би вселената няма да върне целия път към сингулярност. Вместо това тя се приближава към това състояние възможно най-близо и след това "скача" с помощта на сила, подобна на тази, която се случва, когато топката отскача на пода.

Голям отскок е много подобен на голямата експлозия - новата вселена ще се появи теоретично. Така нашата вселена не може да бъде с вас не е първата, но да речем, 400 за резултата. Но няма начин да го докаже - как да се откаже.

6. Голяма почивка

Независимо от това как вселената ще умре, учените не са срамежливи за името нова теория Използвайте думата "голяма". Това, между другото, все още е слабо казано. Според теорията на голяма празнина, невидимата сила, наречена тъмна енергия, ще накара вселената да се разшири по-бързо. В резултат на това ще се отвърне, така че просто ще се пробие на части.

Повечето теории казват, че вселената все още ще бъде много скоро. Но теорията на голяма разлика обещава относително линейката си - според предварителните оценки, това ще се случи след 16 милиарда години.

Планетите и, може би животът все още ще съществува. И тази универсална катаклизъм може да унищожи всичко: да счупи всичко на части или да повдигне космическите лъвове, живеещи между вселената. За какво ще се случи, можете да предположите. Но такъв край ще бъде много по-лош от бавната топлинна смърт.

7. Вакуумна метастабилност

Теорията се основава на идеята, че вселената е постоянно в нестабилна държава - квантовата физика обикновено казва, че тя балансира на ръба на устойчивостта. Някои учени смятат, че милиарди години вселената ще стъпи за това лице.

Когато това се случи, ще се появи един вид "балон". Помислете за това, както и за алтернативната вселена (въпреки че всъщност тя ще бъде същата вселена с други свойства). Балонът ще започне да се разширява във всички посоки със скоростта на светлината и да унищожи всичко, с което се свързва. И в крайна сметка унищожи всичко.

Но не се притеснявайте: Вселената все още ще съществува. Само законите на физиката в нея ще бъдат напълно различни, но може да има и живот може да възникне. Само няма да има нещо, което ние, хората, ще можем да разберем.

8. Временна бариера

Ако се опитаме да изчислим, каква е вероятността за съществуването на мултивселене, в която има безкраен брой вселени, но малко (или напълно) различно, тогава ще се сблъскаме със същия проблем, както в теорията на края време: всичко, което може да се случи, ще се случи непременно.

За да заобиколим този проблем, учените вземат отделен раздел на Вселената и изчисляват вероятността за съществуването му. Изчисленията изглеждат логични, но разделят вселената в отделни парчета - като торта. И всяка част има граница, като области на политическата карта на света. Необходимо е само да си представим, че всяка страна разделя стената, която се стреми към небето.

Този модел може да съществува само ако границите са реални, физически, отвъд които нищо не може да излезе. Според изчисленията през следващите 3.7 милиарда години ще пресечем тази временна бариера, а за нас вселената ще приключи.

Това е в общи линии - разбиране на физиката, за да опише по-подробно теорията, ние нямаме достатъчно. Физиците наистина. Но перспективата изглежда луда.

9. Краят на Вселената няма да бъде! (... живеем в многоверсивни, да?)

В многокрачените безкрайни вселени могат да се появят в цялата съществуваща или отвън. Всенените могат да започнат с голяма експлозия. Нашите могат да завършат с голяма компресия или голяма празнина, или като цяло голям удар (такава теория все още не е измислена, така че ако имате познати физици, можете да ги хвърлите идеята).

Но няма значение: в мултивселетата, нашата вселена не е уникален случай, това е само един от многото. И въпреки че може да умре, с множеството, в същото време нищо не се случи. Така че няма да е краят.

Въпреки факта, че дори времето в други вселени може да бъде напълно различно и да се държи по различен начин, новите вселени в мулти-лентата се появяват през цялото време (съжалявам за играта). Според физиката нови вселени винаги ще бъдат повече от стари, така че на теория броят на вселените непрекъснато нараства.

10. Вечна вселена

Фактът, че вселената винаги е бил и винаги ще бъде - една от първите понятия, разработени от хората за нейната природа. Но има нещо по-сериозно.

Може да се предположи, че голямата експлозия е началото на времето. Възможно е времето да е съществувало преди него, и сингулярност и експлозията да се появят поради сблъсъка на два ястала - листообразните структури на пространството, образуващи повече високо ниво съществуване. Според този модел вселената е циклична и винаги ще се разширява и свива.

Теоретично, ние можем да научим това със сигурност през следващите 20 години. Учените имат спътник на дъска специално за наблюдения на Вселената. Разбира се, не е лесно, но учените все още могат да разберат как започна нашата вселена и как свършва. Теоретично.

Най-големите научни открития за 2014 година

10 основни въпроса за вселената, отговорите, на които учените търсят точно сега

Бяха американците на Луната?

Русия няма възможности за овладяване на човека на Луната

10 начина, по които отвореното пространство може да убие човек

Погледнете този впечатляващ вихър от боклук, който е заобиколен от нашата планета

Слушайте звука на космоса