宇宙的命運,熱寂還是大坍塌?

2020-12-05 夸克星貓

在19世紀時期,克勞修斯提出了熱力學第二定律和熵的概念,並在1867年提出了宇宙熱寂說,他認為,將熱力學第二定律推廣到宇宙之中,便可以得出宇宙熵趨於極大值的結論。熵是表示物質胡亂程度的一個物理量。一個系統的總熵在沒有外來幹預下,只會增加不會減少,也叫熵增定律。當宇宙的總熵達到極限狀態,宇宙就回停止變化,成為一種死寂的永恆狀態。

同樣地,按照開放宇宙理論,宇宙中的物質間的萬有引力不足以抵抗宇宙的膨脹,而同時恆星在不斷地燃燒,不斷地消耗著能量,是宇宙慢慢地走向衰亡。現在有許多星系已經被宣布死亡,因為這個星系無法誕生出恆星,沒有氫元素便不會有恆星,氫元素可以成為宇宙的生命元素。那麼在很多很多年以後,所有的星系所有的恆星燃料全部耗盡,宇宙將會變成一個寒冷,黑暗,荒涼的廢墟世界。

熱寂是一種極端的推論,同樣還有另一種極端推論,也可能會是宇宙的宿命,那就是大坍塌。

牽制宇宙膨脹的萬有引力的大小取決於宇宙的物質總質量。如果宇宙總質量大於臨界質量,萬有引力佔據優勢,不僅僅會抵消宇宙的膨脹,還會使物質逐漸靠近。起初收縮比較緩慢,但隨著物質的聚集,萬有引力變大,收縮也會變得越來越快。在最後的時刻,萬有引力佔據絕對統治,毫不留情地將物質和空間收縮於一點,碾碎。在這場大坍塌中,一切物質不復存在,空間和時間本身,也不會存在,宇宙重新變回一個奇點。

於是我們可以這樣來描繪宇宙的歷史。宇宙從大爆炸中誕生,在大坍塌中終結。在這個過程中,由於引力的作用,出現了物質,出現了生命,出現了人類。但是,這只不過是宇宙一生中極其短暫的瞬間。大爆炸從無中誕生宇宙,最終又歸於無。不過,說不定,這個奇點在未來的某個時刻,又會再一次的爆炸,生成一個新的宇宙,反反覆覆,無休無止。

相關焦點

  • 熱寂真的是我們宇宙的終極命運嗎?
    熱寂學說,是基於熱力學第二定律的一種宇宙終極命運猜想。熱力學第二定律是熱力學的基本定律之一,也稱為熵增定律,表述為一個孤立系統的混亂程度只會增加或者保持不變。熱力學第二定律建立後,科學家們發現把熱力學第二定律作用於整個宇宙時,整個宇宙的熵會一直增加,宇宙各處的溫度會逐漸趨向於平衡,最終宇宙的其他有效能量全部轉化為熱能,從而達到熱寂狀態,這是一個相當漫長的過程。
  • 宇宙終極命運?宇宙熱寂學說可以從哪些方面證明?
    想必所有對宇宙,天文感興趣的小夥伴都曾聽過宇宙熱寂學說,也就是Heat death of the universe。 「熱寂是猜想宇宙終極命運的一種假說。根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流異而增加,由有序向無序,當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在」,以上是中國科普網上的說法。
  • 宇宙的四種命運;大收縮、大撕裂、熱寂及偽真空.
    命運,即宿命和運氣,是指事物由定數與變數組合進行的一種模式,命與運是兩個不同的概念。命為定數,指某個特定對象;運為變數,指時空轉化。
  • 宇宙的最終命運如何?撕裂、熱寂、坍陷,最後一種或實現時光倒流
    但是凡事總要有始有終,宇宙的起源我們了解了,那麼最終宇宙的命運又如何?於是科學界給出了三種比較合理的說法,分別是宇宙大撕裂、熱寂和坍陷,科學家表明最後一種方式或實現時光倒流,接下來,我們就詳細了解一下這三種去向。
  • 天文學概述:從「大爆炸」到「大坍塌」
    大概是有三個結論:1、如果膨脹>密度,那麼宇宙將不可避免的繼續膨脹下去。2、如果密度>膨脹,那麼宇宙膨脹到這個臨界值後將會發生坍塌。3、如果密度=膨脹,那麼將會減緩目前的膨脹速度。其中,膨脹說的是與引力作用相反的膨脹速率,密度說的是現在宇宙中天體的平均密度。二者之間的關係是,密度越大,質量越高,則引力越大。這是基於萬有引力的推算和預演。
  • 宇宙的終極命運:熱寂。一切都將逝去,唯有死神永生。
    熱寂(英語:Heat death of the universe)是猜想宇宙終極命運的一種假說。根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流異而增加,由有序向無序,當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。
  • 宇宙的總目標是什麼?熱寂嗎?
    那整個宇宙有沒有這樣的目標呢?有。熱力學第二定律說,就是追求「熵」的最大化。簡單說就是整個宇宙越來越無序、越來越混亂。最後整個宇宙歸於「熱寂」。什麼叫熱寂?就是萬事萬物都擴散成一種無聊而又完美的均質狀態。所有的星星都會熄滅,所有的秩序都會變成混亂,所有的地方溫度都一樣,再也沒有什麼值得流動的了,整個宇宙寂靜了。
  • 熱寂說:宇宙將終結於混沌
    如果把整個宇宙看成一個孤立系統,那麼宇宙中發生的任何運動都在增大宇宙的熵,定律的闡釋者之一克勞修斯由此提出了這個令人絕望的「熱寂說」推論:宇宙最終將走向一個除了分子熱運動以外沒有任何宏觀運動的死寂狀態!從此這個物理問題開始超出科學界甚至是哲學界。
  • 你知道宇宙的終極狀態「熱寂」嗎?
    of the universe)是猜想宇宙終極命運的一種假說。根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流異而增加,由有序向無序,當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。這種狀態稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。熱寂理論最早由威廉·湯姆森(英語:William Thomson)於1850年根據自然界中機械能損失的熱力學原理推導出的。
  • 宇宙的終命運是什麼?
    之前,有兩種假說:宇宙中最基本粒子,即「大撕裂」,以光速相距很遠;宇宙燈最大時「熱寂」;宇宙水滴達到最大值時「熱寂」,宇宙的起點起源於137億年前的「宇宙大爆炸」,然而許多人不知道的是,與已成為常識的大爆炸理論相比,在該理論提出後很長一段時間內,科學界世界的態度是世界對他的態度是嘴包括我們偉大的上帝愛因斯坦
  • 【待發】宇宙的「熱寂」是指宇宙達到最大熵時的狀態
    「冷寂」是指宇宙永遠膨脹。由於這種膨脹,宇宙會持續降溫,最終冷到無法支持任何生命時,宇宙將在嗚咽中死去。正如你所看到的,「冷寂」的反義詞不是「熱寂」,而是「大坍縮」。當宇宙有足夠的物質密度坍縮時就會發生「大坍縮」,而最終宇宙會坍縮到一定的程度。這種坍縮使溫度上升,最終導致宇宙在高熱中死去。
  • 終極矛盾:進化的生物圈與註定熱寂的宇宙,哪一種才是宇宙的未來
    總有一天,浩瀚宇宙的堅固堡壘,會受到敵對勢力的圍合,屈服,潰退,乃至徹底崩潰。這是盧克萊修的一句話。人們已經發現,這個世界有太多矛盾,研究宇宙,也是物理學的終極課題。時間的直線型本身有著時間之箭的意味,它從過去指向未來,指明了事件發生的順序性,作為物理法則的時間之箭仍是一個極具爭議的話題,科學家與哲學家對此存在較多分歧,這個問題可初步歸結為:宇宙是日趨好轉還是日益惡化?進化的生物圈與不斷熵增逐漸走向熱寂的宇宙,哪一個又是我們的最終歸宿。19世紀,科學家發現了熱力學定律,不久又認識到這些定律包含著退化的普遍法則。
  • 熱寂 Heat Death
    熱寂(Heat Death)是猜想宇宙終極命運的一種假說。根據熱力學第二定律,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流逝而增加,由有序向無序演變。當宇宙的熵達到最大值時,宇宙中的其他有效能量已經全數轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡。此時的宇宙就像是一鍋「滾燙的濃湯」,這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。
  • 宇宙的結局會是什麼?是發生大坍塌,還是會發生大凍結?
    首先是大撕裂假說,而它要從宇宙的空間結構說起,專家介紹稱,它包括平直、閉合和開放三個可能必天賜 對於暗能量來說,它們存在於宇宙的空間當中的一種克服物質所產生的負引力。而對於暗能量的相關性質,人類是使用狀態方程來刻畫。不能的暗能量模型之下,它們的狀態方程是不相同的。而有些方程的變化常數是有可能發生變化。
  • 宇宙三種可能結局:熱寂、大撕裂,大崩塌;大崩塌或導致時間反演
    迄今為止,窮盡腦力,人類預見了宇宙的三種結局。一,熱寂。二,宇宙大撕裂。宇宙主要由物質、暗物質及暗能量構成。三,宇宙大擠壓,宇宙崩坍。這種理論認為,暗能量主導的宇宙大膨脹到某個臨界點後會開始收縮。所有的星系都逐漸靠近,萬有引力越來越大,最後所有物質壓縮成一個質量驚人的超熱小球,這時宇宙將不復存在。
  • 宇宙三種可能結局:熱寂、大撕裂,大崩塌;大崩塌或導致時間反演
    「道生一,一生二,二生三,三生萬物」當代主流宇宙學主流觀點認為,宇宙必須開始於奇點,宇宙起源於「奇點大爆炸」。奇點是物理學上一個存在又不存在的點;奇點沒有大小,可以無限大或無限小;質量無限。一,熱寂。根據熱力學第二定律 ,作為一個「孤立」的系統,宇宙的熵會隨著時間的流逝而增加,由有序向無序。(熵:系統混亂程度的度量。)當宇宙中的的 熵 達到最大值時,宇宙中的其他能量全部轉化為熱能,所有物質溫度達到熱平衡,宇宙熱寂。
  • 宇宙將終止於何處?從熱寂說到宇宙大收縮論
    宇宙的死亡是終結。如果一切終會迎來結局,這對我們、對所有事物意味著什麼呢?人類開始沉思其必死命運後的數千年,這個問題的哲學意蘊一直沒有改變,如今我們已經具備了回答它需要的工具。今天,所有現實的未來和終級命運的問題都是科學的,人們急著想得到答案。這種情況不是一直存在的。
  • 熱寂
    新近學到了一個物理知識——熱寂。其實文章是將此定義為世界與我們星球的存亡。
  • 宇宙的最終命運是熱寂或者大撕裂
    通過拼湊越來越多的線索,宇宙學家們越來越接近於了解宇宙的未來和最終命運。恐怕這個消息不是很好。恆星的形成將停止,黑洞將慢慢蒸發直到消失,甚至可能會出現「大撕裂」。但對於那些不介意再等10^10^50年的人來說,事情可能會開始好轉,因為一些奇怪的事件可能會發生。
  • 宇宙終點可能不是熱寂,一種新理論認為宇宙可以無限重生
    自1998年發現暗能量以來,科學界逐漸認為現有理論和觀測結果將推導得出宇宙最終走向熱寂。因為暗能量的存在,宇宙不斷地加速膨脹,直到所有恆星死亡並且連黑洞都蒸發了,宇宙中只剩下一些基本粒子。要達到最終的熱寂,將需要非常長的時間,但再長的時間都有一個盡頭,對宇宙來說這是很可悲的。有一個新理論打破了這樣悲慘的未來,是剛獲得諾貝爾物理獎的科學家羅傑·彭羅斯提出的。他認為宇宙是不朽的,它將一遍又一遍的無限重生。