但最后时刻能量有点耗尽了(宇宙的能量正在耗尽
能量是驱动宇宙运转的基石,如同人类生存所需的食物和水一样不可或缺。遥远的恒星持续燃烧,依赖的是宇宙中的能量源。这些能量源是否有限?宇宙是否正在耗尽能量?让我们一起这些问题。
物理学中的热力学第一定律告诉我们,能量是守恒的——它不能被创造或破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。比如你拿着一个棒球时,胳膊里储存的是势能。当你扔出棒球,势能就转化为了动能。其实,所有现存的能量自宇宙大爆炸的138亿年前就已存在。
虽然能量不能被破坏,但它可以经历巨大的变化以至于变得无用。这就是热力学第二定律:孤立系统的熵会随时间推移而增加。熵指的是系统中无用或不可用的能量的数量。随着熵的增加,系统的无序程度和混乱程度也会增加,使其越来越随机。如果我们把整个宇宙看作一个孤立系统,那么随着时间的推移,它将会充满越来越多的无用能量。
我们生活中的一些现象并不完全符合这一理论。例如,虽然熵在非孤立系统中的减少很重要(如人体内部),但这种减少总是被系统周围发生的事情所抵消。对于孤立系统来说,没有任何环境可以影响、稀释或逆转熵的增加。但根据一些突出的理论,我们可能正朝着宇宙由100%无用能量组成的状态发展,也就是所谓的最大熵状态迈进。
值得一提的是,暗能量占据了宇宙的大约70%,成为宇宙中最丰富的物质,但其性质却十分神秘。我们并不真正了解暗能量的本质,它不具有重子或常规物质的属性,而是被认为能够对抗重力,解开宇宙膨胀之谜。
尽管我们不知道暗能量的确切性质,但它在宇宙中的作用至关重要。就像气球膨胀一样,暗能量似乎正在填充空间中的空隙,推动宇宙加速膨胀。我们尚不能直接观察或探测暗能量,尽管有理论将其与熵能(或力)联系起来进行研究。
那么,如果宇宙中的所有能量都被有效利用到某种程度,实际上会发生什么呢?热寂理论是关于宇宙终结的最流行的理论之一。当宇宙达到热力平衡,也就是没有更多熵可以产生时,宇宙将耗尽其热能。这意味着每一颗恒星都会熄灭,每一颗行星都会停止转动。
宇宙的寿命比我们所能理解的要长得多。据估计,宇宙热寂的过程可能需要10的100次方年。从另一个角度看,我们能存在于此刻的宇宙中是一件非常幸运的事情。我们生活的地方与太阳保持着完美的距离,赋予我们生命。一些科学家认为我们现在正处于“暂时的金发姑娘地带”。
宇宙的奥秘仍然让我们叹为观止。虽然我们无法直接观测或理解暗能量等未知现象,但我们可以根据现有理论推测宇宙的未来。无论宇宙是否正在耗尽能量,我们都应该珍惜现在的生活,因为存在于这个宇宙中已经是一件非常幸运的事情了。我们身处其中,感受着生命所需的一切重要元素环绕着我们。我们不必恐惧成为热寂的牺牲品。实际上,银河系的化学演化正在平稳进行,宇宙的能量转换过程处于恰当阶段,为我们的生命诞生和持续提供了丰饶的土壤。这并不是说宇宙的运转轨迹是为了我们而量身打造,更多的是遵循物理基本法则。
熵,这个令人着迷的概念,不仅仅局限于物理领域。它在人类心理学和生物学中也有着密切联系。一些大胆的科学家甚至提出,熵可能是推动人类意识的背后力量。在某种程度上,我们的意识可能是自身熵的产物,这是一种“大脑如何工作”的潜在而神秘的方式。也有人认为,熵是生命进化中不可或缺的一环,生命在发展的过程中向着不可避免的结局前行,最终抵达平衡的状态。
在20世纪70年代,伊利亚·普里高津通过在这一前沿科学领域的研究荣获诺贝尔奖(这是另一个视频的主题)。除非热力学定律被证明是错误的,否则我们可以确信,宇宙中有用的能量供应是有限的。这并不是说能量会被“耗尽”,而是指能量会转化为其他形式。这一过程就像是一条单向的道路,向着平衡和热寂前进。如果这一切真的发生,那将是在遥远的未来,或许是我们无法想象的10的100次方年后。
关于宇宙的知识,它包含了所有的空间和时间及其内涵,包括行星、恒星、星系以及所有其他形式的物质和能量。宇宙大爆炸理论是普遍被接受的宇宙学描述,它描述了宇宙的演化过程。据这一理论,空间和时间在约13.787亿年前一同出现,自此宇宙一直在持续膨胀。虽然我们仍然无法确定整个宇宙的确切空间大小,但根据宇宙膨胀方程推算,它的直径至少为23万亿光年。人类可以测量的是可观测宇宙的大小,目前估计其直径约为930亿光年。
生活在北京的Fysunnie思念着生活,他认为生活的意义在于追求大英赛的胜利。然而生活不仅仅是这些,它还包括我们对宇宙奥秘的和对自身内心世界的挖掘。在这个广阔无垠的宇宙中,我们既是观察者也是参与者,体验着生命的每一个瞬间,着宇宙的奥秘和自身的潜力。我们拥有无数的未知等待我们去发现,去创造新的奇迹。让我们珍惜每一个瞬间,勇敢地去追寻自己的梦想和目标吧!