Astronomi Tanpa Teleskop - Alam Semesta Penuaan Kita

Pin
Send
Share
Send

Semuanya bermula dengan penuh janji. Oleh itu, walaupun terdapat supernova yang luar biasa dan kadang-kadang kemewahan langit, semakin jelas bahawa alam semesta kita semakin sedikit.

Undang-undang termodinamika kedua (yang berkaitan dengan entropi) menuntut agar segala sesuatunya berjalan lancar dari masa ke masa - kerana apa sahaja yang berlaku adalah peluang untuk tenaga dihilangkan.

Alam semesta penuh dengan tenaga dan semestinya selalu kekal, tetapi tenaga itu hanya dapat membuat sesuatu yang menarik berlaku sekiranya terdapat tahap ketidakseimbangan termal. Contohnya, jika anda mengeluarkan telur dari peti sejuk dan memasukkannya ke dalam air mendidih, ia akan masak. Aktiviti yang berguna dan bermanfaat, walaupun bukan aktiviti yang sangat efisien - kerana banyak haba dari dapur menghilang ke dapur, dan bukannya disimpan untuk memasak lebih banyak telur.

Tetapi, sebaliknya, jika anda menjatuhkan telur yang sudah dimasak dan sudah dipanaskan ke dalam air mendidih yang sama ... baik, apa gunanya? Tidak ada kerja berguna yang dilakukan, tidak ada perkara penting yang berlaku

Ini kira-kira idea di sebalik peningkatan entropi. Segala-galanya yang berlaku di alam semesta melibatkan pemindahan tenaga dan pada setiap pemindahan tersebut, sejumlah tenaga akan hilang dari sistem itu. Oleh itu, setelah mengikut undang-undang kedua hingga kesimpulan logiknya, anda akhirnya berakhir dengan alam semesta dalam keseimbangan terma dengan dirinya sendiri. Pada ketika itu, tidak ada kecerunan ketidakseimbangan untuk mendorong pemindahan tenaga - atau memasak telur. Pada dasarnya, tidak ada perkara lain yang akan berlaku lagi - keadaan yang dikenali sebagai kematian panas.

Memang benar bahawa alam semesta awal pada awalnya berada dalam keseimbangan terma, tetapi terdapat juga banyak tenaga berpotensi graviti. Oleh itu, perkara (terang dan gelap) 'bergumpal' - mewujudkan banyak ketidakseimbangan termal - dan dari situ pelbagai perkara menarik dapat terjadi. Tetapi kemampuan graviti untuk menyumbangkan karya yang berguna untuk alam semesta juga mempunyai hadnya.

Di alam semesta statik, titik akhir dari semua penggumpalan ini adalah kumpulan lubang hitam - dianggap sebagai objek dalam keadaan entropi tinggi, kerana apa sahaja yang terdapat di dalamnya tidak lagi terlibat dalam pemindahan tenaga. Ia hanya duduk di sana - dan, selain dari beberapa bisikan radiasi Hawking, akan terus duduk di sana sehingga akhirnya (dalam beberapa tahun googol) lubang hitam menguap.

Kandungan alam semesta yang sedang berkembang mungkin tidak akan pernah mencapai tahap entropi maksimum kerana pengembangan itu sendiri meningkatkan nilai entropi maksimum untuk alam semesta itu - tetapi anda masih mempunyai tidak lebih dari sekumpulan kumpulan kerdil putih yang terpencil dan tua - yang akhirnya merosot keluar dan menguap diri mereka.

Adalah mungkin untuk mengira entropi alam semesta kita sekarang dengan menghitung pelbagai komponennya - yang mempunyai tahap ketumpatan entropi yang berbeza-beza. Di bahagian atas skala terdapat lubang hitam - dan di bahagian bawah terdapat bintang bercahaya. Bintang-bintang ini nampaknya entalpik tempatan - di mana misalnya, Matahari memanaskan Bumi memungkinkan pelbagai perkara menarik berlaku di sini. Tetapi ini adalah proses yang terhad pada waktu dan apa yang dilakukan oleh Matahari adalah memancarkan tenaga ke ruang kosong.

Egan dan Lineweaver baru-baru ini mengira semula entropi alam semesta yang dapat dilihat sekarang - dan memperoleh nilai yang berukuran lebih tinggi daripada anggaran sebelumnya (walaupun kita bercakap 1 × 10104 - bukannya 1 × 10103). Ini sebahagian besarnya adalah hasil memasukkan entropi yang disumbangkan oleh lubang hitam supermasif yang baru dikenali - di mana entropi lubang hitam sebanding dengan ukurannya.

Jadi ini menunjukkan bahawa alam semesta kita sedikit lebih jauh ke arah kematian panas daripada yang kita fikirkan sebelumnya. Nikmati selagi anda boleh.

Bacaan lanjut: Egan, C.A. dan Lineweaver, C.H. (2010) Anggaran Lebih Besar Entropi Alam Semesta http://arxiv.org/abs/0909.3983

Pin
Send
Share
Send

Tonton videonya: MELIHAT PLANET PAKAI APLIKASI TANPA TROPONG. SIMPLE REVIEW (Mungkin 2024).