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熵寂真的是宇宙的必然结局吗？
宇宙,热力学,能量熵寂真的是宇宙的必然结局吗？
发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
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熵增并非等同与无序。
好了，既然熵未减少，你告诉我引力是错误点干吗？原因在于，热力学中的熵寂是建立在子系统间有足够多的碰撞时才成立的，自宇宙诞生之初开始，由于退耦和膨胀，微观粒子（如中微子）和宏观物体（如星体）已经并将会失去更多的碰撞机会，这将导致宇宙的熵将不会趋于极大化（熵寂）。
3、孤立系统：对非孤立的系统的研究，比如封闭（有能量交换）或开放系统（有能量和物质交换）的研究表明，系统的熵到达极大值的终点之前，可能会进入到熵增极小的定态或稳衡态，我们人类、万物的出现就是一个极好的例子。
1977年诺贝尔化学奖得主，俄国犹太裔物理化学家伊利亚·普里戈金通过勇敢踏入远离平衡态的不可逆过程，研究耗散、自组织结构，建立了非线性热力学理论，它表明非孤立系统演化的极端复杂性，自然界中化学、物理、生物等方面所表现出的耗散、自组织结构不胜枚举。
那么，宇宙，它是孤立的吗，还是非孤立的？也就是说，它有外界吗？它与外界有能量和物质交换吗？现在可能还没有定论，但真空量子涨落、多元宇宙、黑白洞、量子引力论等理论都对我们这个宇宙是孤立的这一条件提出了挑战。
阿西莫夫的著名科幻小说《神们自己》对于热力学第二定律及平行宇宙展开了丰富生动的想象，电子通道成为联接平行宇宙的关键。那么，不同宇宙间的能量交换如果就在现实中存在呢？这种想法真的很有趣。
总之，科学界对热寂能否应用于宇宙多持否定态度，更别提及必然了。
现代观测证据所预言的大冻结宇宙命运会发生吗？
关于宇宙因膨胀而热寂（而非达到热平衡）的具体图像是：恒星会继续持续形成大约1-100万亿年，所有可用于聚变的材料耗尽，黑洞主宰宇宙，随后，由于霍金辐射，黑洞也会最终消失，1个太阳质量的黑洞会在1后面接8个亿年后蒸发掉，超大的黑洞会在10的106次方年内消失。我知道，这对你来说，都不算什么，因为你想：管它多长时间，反正是有这个结果！总之这最后的坚持也消失了，宇宙中将充满光子或其他一些基本粒子。
目前的观测证据显示，由于暗能量的作用，宇宙正在加速膨胀，在这一效应的继续助攻下，原本一锅还算比较浓的粒子汤会无限的稀释，最终，哈勃常数趋于无穷大而影响到微观尺度，整个宇宙将变的只有密度无限小的基本粒子（如光子、中微子等），温度接近于0，梯度和结构全部消失。
似乎是命中注定
基于目前的理论和观测，如果将我们的宇宙确定为孤立的宇宙，如果暗能量的性质不发生改变，那么，这种被称为“大冻结”的宇宙命运目前看来是注定的，既使它经历了10后面不知道多少个0这么长的时间。看来你真的赢了！
但是！在你读完前面讲到的热力学热寂判定宇宙命运的不妥后，我将继续向你讲述与之关联2个重要因素，这是在“大冻结”之前必须要考虑的。
黑洞蒸发：理论上黑洞蒸发对于黑洞来说是一个熵减的过程，基于霍金辐射的黑洞蒸发理论会遇到一个原始信息丢失的麻烦，黑洞消散时，其信息内容似乎丢失了，它违反了量子理论的核心原则，即物理信息不灭，这就是所谓的黑洞信息悖论，为了调和这一矛盾，理论上黑洞的可能命运是会留下残余物，甚至在2019年，斯坦福理论物理研究所的彭宁顿开展的研究将黑洞与虫洞联系在一起以解决信息丢失问题。我们宇宙的物理信息会转移出去吗？
宇宙膨胀：真的会一直加速膨胀下去吗，这是对目前观测证据的推论，由于暗能量，宇宙正处于加速膨胀的状态，但我们对于宇宙的认识还很有限，还没有搞清楚暗物质和暗能量这2大迷团，没有理论能够直接排除掉宇宙的膨胀会重新刹车进而转为收缩，前面讲到了，宇宙可能并非是孤立的系统。在如此之长的时间尺度下，暗能量这一宇宙学常数的性质是否会如同之前一样做出改变呢，只不是朝着相反方向？暗物质是否会继续占具上风？谁也不知道！相关的研究如“EBI宇宙热力学和双标量场理论下的宇宙演化规律”就描述了宇宙经历膨胀-收缩-再膨胀的3个阶段，它表明宇宙膨胀或收缩的过程在过去是改变过的，至于将来，会一尘不变吗？谁也无法确定！
另外，质子衰变：理论预测质子的寿命在10的32次方年以上，也就是在黑洞完成蒸发之前，除黑洞之外的星体如白矮星、中子星将衰变分解湮灭，最终可能只留下中微子和光子。虽然这似乎并不影响宇宙大冻结的结果。
总之，由于引力、非孤立系统的猜想，宇宙很大程度上已经无法走向热力学熵寂了。对于宇宙“大冻结”这一貌似无解的结局，我们可以持开放态度！
好了，讲完了，迷糊了没，小手点赞关注一下吧！欢迎留言探讨。
参考文献：
1、《大学物理（上）》；
2、《理论物理简明教程（上）》；
3、《温度与熵》；
4、《EBI宇宙热力学和双标量场理论下的宇宙演化模型》
5、《宇宙深化与热寂说》，物理，2011
6、百度、wiki等
回答于 2019-09-11 08:43:50
一二三四五，金木水火土。这句话有多少人能理解，这就是宇宙实像。
回答于 2019-09-11 08:43:50
熵寂的概念源于热力学第二定律，其中一个版本指出熵在一个孤立的系统中趋于增加。由此，假设暗示，如果宇宙持续足够长的时间，它将渐近接近所有能量均匀分布的状态。换句话说，根据这一假设，自然界中有一种趋势，即机械能(运动)耗散(能量转换)成热能。因此，通过推断，有一种观点认为，随着时间的推移，由于第二定律，功转化为热，宇宙的机械运动会减弱，最终冷却。
宇宙的熵寂，也被称为大冻结，是宇宙最终命运的一个概念，在这个概念中，宇宙已经进化到没有热力学自由能的状态，因此不能再维持增加熵的过程。熵寂并不意味着任何特定的绝对温度，它只要求不再利用温差或其他过程来做功。用物理学的语言来说，这是宇宙达到热力学平衡(最大熵)的时候。
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