Tepelná smrť vesmíru. Druhý začiatok termodynamiky: Večný motor druhého druhu a tepelná smrť vesmíru Clausius koncept tepelnej smrti vesmíru

Pred vynálezom jadrových zbraní nikto si nemyslel, že jedna bomba by mohla zničiť celé mesto. Všetko sa však všetko zmenilo po útoku na Hiroshima 6. augusta 1945. Ľudia sa najprv stretli s technológiou takejto deštruktívnej sily. To viedlo k vzniku konceptu "rozumnej likvidácie": jeden deň človek urobí alebo informuje niečo, čo zničí vesmír. Dobrá správa: Všetky naše jadrové rezervy nestačia aj s cieľom zničiť Zem. Ale kto povedal, že sme jediným rozumným tvorom vo vesmíre? .

9. Koniec hry

Jednou z najviac šokujúcich teórií týkajúcich sa našej realite je, že život je len počítačová simulácia. Podľa filozofa Nika Bostromu z Oxfordskej univerzity, pretože počítače sa neustále zlepšujú, v niektorých bodoch sa ľudia vyvíjajú tak mocné výpočtové schopnosti, ktoré môžu simulovať virtuálne svety. Ak niekto nevypne program, v ktorom sú modely sami. Nebudeme mať ani čas si uvedomiť, že vesmír sa dostal na koniec.

8. ZLEPŠENIE ZÁKAZNÍKA

Podľa jednej z teórií je náš vesmír možný kvôli existencii fyzických konštánt, ako je rýchlosť svetla alebo hmotnosť protónu. Ak aspoň jeden z týchto základných konštánt mal ďalší význam, potom by sme jednoducho neboli. Podivne, austrálski fyzici zistili, že od veľkej explózie sa v priestore a čase zmenila trvalá jemná štruktúra. To znamená, že ostatné konštanty by sa mohli časom zmeniť. A ak áno, potom ďalej, potom raz vesmír sa jednoducho rozdrví na malé častice. A planéty a hviezdy budú explodovať. Je pravda, že sa to stane nie skôr ako 3 miliardami rokov.

7. Kolízia s iným vesmírom

Čo je mimo nášho vesmíru? Pravdepodobne - iné vesmíry. A ak je teória viacerých vesmírov pravdivá, potom môže dôjsť k veľkej kolízii. Je možné, že sa už niečo podobné, pretože náš vesmír je skrútený. Nabudúce však môžu byť následky oveľa katastrofickejšie. Ďalší vesmír môže existovať vo fyzických zákonoch, ktoré sa líšia od našich. To môže naraziť do nás pri rýchlosti blízko rýchlosti svetla. Ak by sme mohli pozorovať kolíziu v pomalom pohybe, vyzeralo by to ako obrovské zrkadlo padá na nás.

6. Veľká kompresia

Vzhľadom k tomu, väčšia explózia, ktorá sa vyskytla 13,8 miliardy rokmi, sa vesmír rozširuje. Väčšina fyzikov sa domnieva, že vesmír je nekonečný, ale je tu opačný názor. Ak tomu tak nie je, to znamená, že v určitom bode sa začne zmenšovať - \u200b\u200bako vlny, ktoré sa vracajú späť do oceánu. Vesmír sa zníži a zrúti v jednom bode. Teória veľkej kompresie je podporovaná teóriou relativity Einsteina. Nestojí však za to znepokojujúce: ak niečo podobné a stane sa, potom miliardy rokov.

5. Oscilujúci vesmír

Podľa moderných myšlienok nastal veľký výbuch z singularity, to znamená z jedného bodu. Ale odkiaľ tento bod pošiel? Navrhuje sa teória oscilujúceho vesmíru: po páde iného vesmíru sa vyskytla veľká výbuch. To znamená, že náš vesmír sa raz zažije v jednom bode a objaví sa nový svet. Čo je zaujímavé: Ak je teória pravdivá, potom nevieme, či náš vesmír nastal po prvom kolapse alebo po miliónoch.

4. Bariéra smrti

Vesmír sa rozširuje, kým nedosiahne fyzickú bariéru. Ako keby bol hokejový klzisko naplnený veľkým množstvom vody - a nakoniec by narazila na stranách a zastavil sa. Podľa výpočtov, bariéra vesmíru dosiahne približne 3,7 miliardy rokov. A pravdepodobnosť, že vo všeobecnosti existuje, je 50%.

3. Veľa absorpcie

Dňa 4. júla 2012, nakoniec veľký hadron coller konečne potvrdil existenciu Higgs Boson. Takzvané "Higgs Field" preniká vesmír. Zaujímavé je, že toto pole môže mať rôzne stavy - rovnako ako látka môže byť kvapalná, pevná a plynná. Teraz je pole na nízkej úrovni energie, ale môže sa pohybovať vyššie a dokonca nižšie. Posledná možnosť, podľa výskumných pracovníkov, je pravdepodobnejšia. Táto energia "zlyhanie" môže byť spôsobená kvantovým fluktuáciou. Výsledkom je, že nové nízke napájanie Higgs tvorí bublinu, ktorá sa začne rozširovať rýchlosťou svetla a absorbovať všetko, čo spadne na jeho cestu. To je náš vesmír. Ale táto pesimistická teória má dve svetelné škvrny. Prvý - máme na sklade niekoľko miliárd rokov. A druhý - všetko sa deje tak rýchlo, že nebudeme mať čas, aby sme sa vystrašili.

2. Veľké mrazenie

Scenár, ktorý je tiež známy ako tepelná smrť, je založená na druhom práve termodynamiky - o zvyšovaní entropie v uzavretých systémoch. Vesmír sa rozšíri a objekty v nej sú od seba odstránené. Keď entropia dosiahne maximum, energia bude rovnomerne distribuovaná a všetky procesy sa zastačia. Hviezdy sú v pohode, záležitosť sa rozbije zadarmo ... v slove, všetky kruh prestane fungovať.

1. Veľká prestávka

Vesmír o 68,3% pozostáva z tajomnej temnej energie, ktoré fyzici nevedeli toľko. Pred jej objavom vedenti verili, že expanzia vesmíru od okamihu veľkého výbuchu bola buď spomalená alebo zastavená. Astrofyzika však priviedli, že expanzia skutočne urýchľuje, a dôvodom je temná energia. Je to ona, kto môže viesť k tomu, čo sa nazýva veľká medzera. Tento scenár zničenia vesmíru je založený na predpoklade, že v priebehu času, tmavá energia získava hybnosť, čoraz viac "zametanie" galaxií a vesmírnych objektov, ktoré porušujú všetky existujúce odkazy a štruktúry. Vo slova sa vesmír na najmenších časticiach. Nebudeme však priniesť do poslednej show - s najväčšou pravdepodobnosťou, ľudstvo vypadne oveľa skôr.

Táto teória predložená R. Clausiusom v roku 1865, podľa ktorej sa vesmír považuje za uzavretý systém, preto je podľa druhého začiatku termodynamiky, je entropia vesmíru sa zaviazala na maximum, s výsledkom, že všetky makroskopické Mali by sa v ňom zastaviť.

Universe: Spory o uzavretý a otvorený systém

Pripomeňme začať, aká je podstata druhého začiatku termodynamiky: keď ireverzibilné procesy v uzavretom systéme, systém entropie sa zvyšuje. Pre porovnanie: V odomknutých systémoch môže entropia zvýšiť aj pokles a zostať nezmenený.

Vráťme sa k nášmu vesmíru. Vesmír, podľa Clausius, je nepochybne uzavretý systém, pretože neexistuje energia s inými systémami (po tom všetkom, neexistuje žiadny iný vesmír mimo nášho?). Ako uzavretý systém, vesmír má tendenciu rovnovážny stav so stavom s maximálnou entropiou. Všetky procesy, ktoré sa vyskytujú vo vesmíre, by sa teda mali skôr zavrieť, zastaviť.

Prečo kritizovať teóriu tepelnej smrti vesmíru?

Kritika teórie teórie teórie vesmíru je založená najmä na schválení, že napriek logickému argumentom ešte neprišla tepelná smrť. Názory vedcov však boli rozdelení v porovnaní s budúcnosťou nášho vesmíru.

Hypotéza je nesprávna, pretože:

1 verzia:

Niektorí vedci tvrdia, že tepelná smrť vesmíru je nemožná, pretože druhý zákon termodynamiky je nesprávny alebo jednoducho nepresný, pretože sa neuplatňuje na celý vesmír ako celok. Faktom je, že štát s maximálnou entropiou môže byť vnímaná len ako ideál, pretože zákon zvyšujúcej sa entropie nie je absolútny (a je podriadený pravdepodobnostným zákonom). Inými slovami, z dôvodu náhodných výkyvov (oscilácií) entropia v systéme bude vždy nižšia ako maximum.

2 verzia:

Ďalší argument proti teórii Clausius sa stáva chápaním vesmíru ako nekonečné, takže nemôže byť nazývaný ani uzavretý alebo odomknutý systém (pretože tieto kritériá sa používajú na koncové objekty). Preto je celkom logické predpokladať, že za podmienok nekonečna, druhý zákon termodynamiky nie je v zásade uplatniteľný alebo musí byť doplnený.

V každom prípade sú vedomosti o vesmíre stále nevýznamne malé, takže akékoľvek predpovede týkajúce sa budúcnosti vesmíru zostávajú len hádať. Napríklad dnes medzi vedcami sú tiež priaznivci teórie teórie tepelnej smrti vesmíru, ktorí tvrdia, že takýto scenár rozvoja udalostí by sa mal posudzovať na par s inými, pretože ľudstvo stále nemôže povedať, či Vesmír je nekonečný, alebo je to stále konečné, preto je možné chápať ako uzavretý systém.

O vesmíru vieme veľmi málo. V skutočnosti, takmer nič. Ale pretože ľudia si myslia, čo sa stane po ich smrti, smrť celého vesmíru nie je o nás menej zaujíma. Za posledné roky Vedecká komunita pokročila mnoho teórií - budete prekvapení učením sa, koľko sa od seba líšia. Pravda, samozrejme, nikto nemôže vedieť.

1. Veľká kompresia

Najznámejšou teóriou narodenia vesmíru je teória veľkej explózie. Hovorí, že všetky záležitosti pôvodne existovali ako singularita - nekonečne hustý bod uprostred veľkého ničoho. A potom na nezrozumiteľné dôvody nastalo explózia. Hmota unikla s neuveriteľnou rýchlosťou a postupne sa stal vesmírom, ktorý nám známy.

Ako si mohol uhádnuť Veľká kompresia - Toto je veľký výbuch "naopak." Vesmír sa postupne rozširuje pod vplyvom svojej vlastnej gravitácie, ale to by malo byť limit - určitý konečný bod, hranice. Keď vesmír dosahuje túto hranicu, prestane sa rozširovať a začne sa zmenšovať. Potom celá hmota (planéty, hviezdy, galaxie, čierne diery - visí) za hustým bodom v jednom nekonečne hustom bode.

TRUE, najnovšie údaje tejto teórie sú protichodné - vedci nedávno zistili, že vesmír sa rozširuje viac a rýchlejšie.

2. Tepelná smrť vesmíru

Všeobecne platí, že termálna smrť je opakom veľkej kompresie. Podľa teórie, gravitácia prispieva k tomu, že vesmír bude naďalej expandovať v geometrickom progresii. Galaxie sa odlišujú od seba ďalšie a ďalej, ako sú nešťastné milenci a komplexné čierne priepasti medzi nimi budú rásť.

Vesmír nasleduje rovnaké pravidlá ako akýkoľvek termodynamický systém: teplo je rovnomerne distribuované v celej tom, čo je v ňom. Všetka látka vesmíru je rovnomerne rozložená medzi studenou, nudnou a tmavou "hmlovou hmotou".

Nakoniec, všetky hviezdy, jeden po druhom, budú blikať a ísť von, a energia pre vznik nových hviezd už nebude - vesmír pôjde von. Záležitosť bude stále na mieste, ale vo forme častíc, ktorých pohyb bude úplne chaotický. Tieto častice budú navzájom čeliť, ale bez výmeny energie. A ľudia? Ľudia sa tiež stávajú len častice uprostred prázdnoty vigorínu.

3. Termálne smrť plus čierne diery

Podľa populárnej teórie, celá záležitosť vo vesmíre sa pohybuje okolo čiernych otvorov: v strede takmer všetkých známych Galaxie, ktoré nám sú známe, sú supermasívne čierne diery. To môže znamenať, že hviezdy a dokonca aj celé galaxie budú nakoniec zničené hneď, ako spadnú do horizontu udalostí.

Someday, tieto čierne diery absorbujú väčšinu záležitosti, a my zostaneme na jednom s temným vesmírom. Z času na čas sa objaví ľahké bliká - to bude znamenať, že niektoré objekty sa ukázali byť dostatočne blízko k čiernej diere na zvýraznenie energie. Potom sa opäť stane tma.

Potom sa viac masívne čierne diery roztaviajú menej masívne a teda sa stanú ešte viac. Ale toto nie je koniec vesmíru: Čierne otvory sa s časom odparujú (stratia svoju hmotu), pretože skutočnosť, že žiarenie hawkingu sa získava v modernej vede. A keď posledná čierna diera zomrie, len rovnomerne distribuované častice s hawkingovým žiarením zostanú vo vesmíre.

4. Koniec času

Ak je v tomto svete niečo večné, potom je to určite čas. Bez ohľadu na to, či bude vesmír existovať, čas nebude presne nikde inde - bez nej by to nebolo možné odlíšiť predchádzajúci moment z nasledujúceho. Ale čo keď čas len zamrzne? Čo keď to, čo chápeme pod momentmi, nebude vôbec? Všetko bude zmraziť v rovnakom nekonečnom momente - navždy.

Predpokladajme, že žijeme v nekonečnom vesmíre s nekonečným časom. To znamená, že všetko, čo sa môže stať, sa určite vyskytne s pravdepodobnosťou sto percent. Rovnaký Paradox vzniká, ak žijete navždy. Predstavte si, že čas vášho života je neobmedzený, takže všetko, čo sa môže stať, sa tiež stane, a nekonečné číslo času. Preto, ak žijete navždy, šanca na dlhú dobu odísť do dôchodku je 100%, a vy budete tráviť večnosť v tmavom priestore. Na základe toho vedci urobili predpoklad: čas, na konci, zastaviť.

Ak by ste mohli žiť navždy otestovať všetko (v miliardy rokov po smrti Zeme), nikdy by ste nerozumeli, niečo sa pokazilo. Čas sa zastaví, a podľa vedcov, všetko zmrazí v jednom okamihu, ako na fotografii - navždy. Bude to len to isté. Nikdy by ste nezomreli, nikdy nezameranili. Bolo by to druh pseudobessmernosti. Ale nikdy by si sa o tom dozvedeli.

5. Veľký odraz

Veľký odraz je podobný veľkej kompresii, ale oveľa optimistickejšie. Scenár je rovnaký: Pod vplyvom gravitácie sa rozšírenie vesmíru spomaľuje, a v dôsledku toho sa všetky záležitosti zbierajú v jednom bode. Podľa tejto teórie, sily rýchlej kompresie budú stačiť na to, aby sa stali novým veľkým výbuchom - a potom sa objaví nový mladý vesmír. Podľa tohto modelu nič zomrie - vec bude jednoducho "redistribute".

Ale takéto vysvetlenie nemá rád fyziku a fyziku. Preto niektorí vedci tvrdia, že by sa vesmír neprejdú celú cestu späť na singularitu. Namiesto toho sa približuje k tomuto stavu čo najbližšie, a potom "odraziť" s pomocou sily podobných tej, ktorá sa vyskytuje, keď lopta skáče na podlahe.

Veľký odraz je veľmi podobný veľkej explózii - teoreticky sa objaví nový vesmír. Náš vesmír tak nemôže byť s vami nie je prvý, ale, povedzme 400 na skóre. Ale nie je tam žiadny spôsob, ako to dokázať - ako vyvrátiť.

6. Veľká prestávka

Bez ohľadu na to, ako zomrie vesmír, vedci nie sú plaché pre meno nová teória Použite slovo "veľké". Mimochodom, je stále slabo povedané. Podľa teórie veľkej medzery, neviditeľná sila nazývaná temná energia, urobí vesmír rýchlejšie. V dôsledku toho sa odvráti tak, aby sa práve zlomil na časti.

Väčšina teórií hovorí, že vesmír bude stále čoskoro. Ale teória veľkej medzery sľubuje jej relatívne ambulantnú smrť - podľa predbežných odhadov sa stane po 16 miliárd rokoch.

Planéty a možno, život bude stále existovať. A táto univerzálna kataklysm môže zničiť všetko: rozbiť všetko na časti alebo zvýšiť kozmické levy žijúce medzi vesmírom. O tom, čo sa stane, môžete len hádať. Ale taký koniec bude oveľa horší ako pomalý tepelný smrť.

7. Vákuová metastáta

Teória je založená na myšlienke, že vesmír je neustále v nestabilnom stave - kvantová fyzika vo všeobecnosti hovorí, že zostatky na pokraji udržateľnosti. Niektorí vedci veria, že miliardy rokov vesmír bude pre túto tvár krok.

Keď sa to stane, objaví sa druh "bubliny". Premýšľajte o tom, ako o alternatívnom vesmíre (hoci v skutočnosti to bude rovnaký vesmír s inými vlastnosťami). Bublina sa začne rozširovať vo všetkých smeroch rýchlosťou svetla a zničiť všetko, s ktorým sa dostane do kontaktu. A nakoniec zničiť všetko.

Ale nebojte sa: Vesmír bude stále existovať. Iba zákony fyziky v nej budú úplne iné, ale môže byť aj život. Len tam nebude nič, čo my, ľudia, budú schopní pochopiť.

8. Dočasná bariéra

Ak sa pokúsime vypočítať, aká je pravdepodobnosť existencie multiverse, v ktorej je nekonečný počet vesmírov, ale trochu (alebo úplne) inak, potom budeme čeliť rovnakému problému ako v teórii konca Čas: Všetko, čo sa môže stať, sa bude nevyhnutne stať.

Ak sa chcete tento problém dostať, vedci zaujali samostatnú časť vesmíru a vypočítajú pravdepodobnosť svojej existencie. Výpočty sa zdajú logické, ale rozdeľte vesmír na samostatné kusy - ako koláč. A každý kus má hranicu, podobne ako oblasti na politickej mape sveta. Je potrebné si predstaviť, že každá krajina rozdeľuje múru ašpirujúcu sa na oblohu.

Tento model môže existovať len vtedy, ak sú hranice skutočné, fyzické, za ktorých nič nemôže ukončiť. Podľa výpočtov, v nasledujúcich 3,7 miliardach rokov budeme prekročiť túto dočasnú bariéru a pre nás skončí vesmír.

To je všeobecne - pochopenie fyziky na opis teórie podrobnejšie, nemáme dosť. Fyzik, naozaj. Ale prospekt sa zdá byť blázon.

9. Koniec vesmíru nebude! (... žijeme v multivalente, áno?)

V z viacnásobných nekonečných vesmíroch sa môžu vyskytnúť v celej existujúcej alebo vonkajšej strane. Univerzity môžu začať s veľkou explózou. Náš môže skončiť s veľkou kompresiou alebo veľkou medzerou, alebo vo všeobecnosti veľký kop (taká teória ešte nebola vynájdená, takže ak máte známych fyzikov, môžete ich hodiť nápad).

Nezáleží na tom: V multilerse, náš vesmír nie je jedinečným prípadom, je to len jeden z mnohých. A aj keď to môže zomrieť, s multiverom, zároveň nič zvláštne. Takže to nebude koniec.

Napriek tomu, že aj čas v iných vesmíroch môže byť úplne odlišný a správať sa inak, nové vesmíry v multi-lane sa objavujú po celú dobu (ospravedlňujem sa za slovu). Podľa fyziky budú nové vesmíry vždy viac ako staré, takže v teórii, počet vesmírov neustále rastie.

10. Večný vesmír

Skutočnosť, že vesmír bol vždy a vždy bude - jeden z prvých konceptov vyvinutý ľuďmi o jej povahe. Ale je tu niečo vážnejšie.

Možno predpokladať, že veľká explózia bola začiatkom času. Je však možné, že čas existoval pred ním a singularity a explózia by sa mohla objaviť kvôli kolízii dvoch otoblín - tvarované štruktúry v tvare priestoru na viac vysoký stupeň existencia. Podľa tohto modelu je vesmír cyklický a vždy sa rozširuje a zmenšuje.

Teoreticky sa to môžeme naučiť určite v nasledujúcich 20 rokoch. Vedci majú satelitnú dosku špeciálne pre pozorovania vesmíru. Samozrejme, že to nie je ľahké, ale vedci môžu stále pochopiť, ako začal náš vesmír a ako to skončí. Teoreticky.

Najväčšie vedecké objavy 2014

10 Hlavné otázky o vesmíre, odpovede, na ktoré práve teraz hľadajú vedci

Boli Američania na Mesiaci?

Rusko nemá žiadne príležitosti na zvládnutie muža mesiaca

10 spôsobov, ako otvoriť priestor môže zabiť osobu

Pozrite sa na tento impozantný víre z odpadu, ktorý je obklopený naša planéta

Počúvajte zvuk cosmos