什么是熵增定律?科学家:它能决定宇宙的命运,人类也受支配



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夜晚的星星 , 有些从太阳系还是一片尘埃时就存在于宇宙中了 , 有些哪怕等到50亿年后 , 太阳熄灭了它们都不会熄灭 。

地球上的人总是把太阳当作永恒的象征 , 并且把太阳这一类天体也冠以了恒星的名号 , 仿佛它们就是宇宙中永恒的存在 , 但随着科学的进步 , 人们开始逐渐明白 , 包括太阳在内 , 宇宙中没有什么东西是永恒的 。
甚至连宇宙本身 , 也是一个有寿命的存在
目前的宇宙学理论认为 , 我们的宇宙起源于138.2亿年前的一次大爆炸 , 当时没有时间也没有空间 , 在人类大脑根本无法想象出画面的那个“存在”中 , 只有一个奇点 , 这个奇点可以看作是宇宙的种子 , 是时间和空间的开端 , 是所有物理定律的开端 , 同时也是组成恒星和人类的所有物质的开端 。

不知道什么原因 , 奇点在138.2亿年前的某一刻发生了爆炸 , 在短时间内迅速膨胀到了一个相当大的体积 , 时空和物质也在膨胀中成型 , 大爆炸后30万年 , 光子开始在宇宙中飞行 , 星云开始凝聚成第一代恒星 , 然后是含有重元素的第二代恒星 , 我们的太阳就是一颗典型的第二代黄矮星 , 而地球以及地球上的我们 , 都是恒星的孩子 。

【什么是熵增定律?科学家:它能决定宇宙的命运,人类也受支配】时至今日 , 在天文学家的观测中 , 我们的宇宙仍在加速膨胀中 , 且这一速度在距离地球145亿光年外的地方正式超过光速 , 也就是说 , 145亿光年之外的星系退行速度已经超过了光速 , 人类永远看不见它们 。
但不要忘了 , 宇宙也并非永恒的存在
物理学家是最先意识到宇宙拥有生命极限的人 , 因为在研究永动机的路上 , 热力学中出现了熵增定律 , 通俗来说就是在一个封闭的系统内 , 系统的混乱程度总是会不断上升的 , 而永远不可能自发下降 。
因此一间屋子没人打扫就只能落灰 , 而不会自动变得越来越干净 , 同理 , 一个已经碎了的杯子也不可能自发再还原成杯子的模样 。

把上面这两个例子代入宇宙后不难发现:太阳总有一天会熄灭 , 黑洞在漫长的时间过后也会蒸发殆尽 , 虽然现在还有新的恒星在不断诞生 , 但宇宙中的物质总量归根结底也是有限的 , 恒星不可能无限产生 , 因此总有一天 , 在熵增定律的影响下 , 宇宙中所有的恒星都会熄灭 , 宇宙将变成一片死寂 。

从微观上来看宇宙中所有物质都由微小粒子组成 , 这些粒子在一刻不停地做着无规则运动 , 运动速度越快 , 物质温度越高 , 但同时也代表着内部粒子运动的无序度越高 , 即“熵”值越大 。

在两杯温度不同的水之间 , 热水中的高熵粒子会主动转移到冷水中的低熵粒子 , 直到两者之间粒子运动速度相同 , 熵值相同 , 在这个过程中 , 原本熵值较低的凉水已经升高了 , 内部的无序度也增大了 。

再进一步探究熵增的本质:在一个封闭系统中 , 事物只会自发地从低熵向高熵行进 , 且过程不可逆 , 而我们的宇宙就是最大的封闭系统 , 因为目前没有任何证据表明其他宇宙是存在的 , 也就是说 , 宇宙内的熵增无法避免 。

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