什麼是熱寂?為什麼說宇宙最終會發生熱寂現象?

熱寂也就是熱寂理論,這實際上是一個假說理論。是根據機械能損失的熱力學原理推導出來的,用來描述宇宙最終命運的理論,這個理論早在1850年就被提出來了。

什麼是熱寂?為什麼說宇宙最終會發生熱寂現象?

理論的推導大致是這樣了,根據熱力學第二定律,說是假設宇宙是一個孤立的系統,同時根據熵增原理,可以認為宇宙在隨著時間的流逝,宇宙的熵就會增加,當熵增加到最大限度時,宇宙中的其它能量全部都會轉化成熱能,到了那個時候,宇宙中所有的地方,所有的物質,它們的溫度都是相同的,處於一個熱平衡狀態。這個時候的宇宙是一個沉寂安靜的宇宙,沒有物質運動,沒有生命,沒有能量。這個狀態就稱為熱寂。

科學家威廉·湯姆森通過實驗對動態熱力學進行了描述,他說“熱量並非一種物質,然而是機械作用的一種動態形式,我們認識到機械功與熱量之間必須是相關的,就如同因與果”。熱力學同時也能對宇宙的進程進行表述,通過熱力學來表述宇宙的這個說法,就叫熱寂理論,也有管它叫“熱死論”的。

什麼是熱寂?為什麼說宇宙最終會發生熱寂現象?

熱寂理論只是一種假設理論,沒有明確的證據來說明它的正確性。理論認為宇宙形成後,經過時間的流逝,所有的恆星和星系形成都會慢慢的停止,也就是說宇宙到了一定的時間就不會再有新的恆星誕生了。而那些剩下的恆星也會在能量耗盡後逐漸“死亡”,變成白矮星,黑矮星還有中子星及黑洞等,最終結果還是宇宙中所有的恆星都熄滅了,不再有恆星的存在。時間再往後,在引力的影響下,行星開始脫離它們原有的軌道越走越遠,跟著那些死去的恆星也開始遠去,這個情況在整個宇宙中上演,整個宇宙成了一盤散沙。接著所有的質子也開始衰變,衰變完成後宇宙中只剩下輕子和黑洞,而根據霍金輻射理論,黑洞也會向外輻射粒子,最終也會蒸發乾淨而消失,這個時候所有的物質都變成了輕子和光子。就這樣再經過一段時間,整個宇宙進入了一種低能量狀態,並且一直停留在這一狀態上,這就是熱寂狀態。

什麼是熱寂?為什麼說宇宙最終會發生熱寂現象?

並不是所有人都認可熱寂理論,而且它本身就是一個推理性的理論。有些人認為,對於一個靜態的系統,可能會發生熱寂,因為靜態的系統總是趨於平衡狀態。但是宇宙不一樣,宇宙是在不斷膨脹的,不屬於靜態系統。所以宇宙不可能發展成為一個平衡狀態的宇宙,當然也就不會發生熱寂這樣的事情。還有些人認為,不管宇宙是不是膨脹的或者靜止的,都不發生熱寂現象,因為引力波是存在溫度坡度的,宇宙永遠不可能進入平衡狀態,也就不會進入熱寂。

熱寂大致就是這麼一回事,這裡回答得並不十非具體,只是簡單介紹一下,更詳細的資料可以去查找,總之比較複雜。


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