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熵与宇宙热寂
发布时间:2024-12-09
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虽然热力学第一定律告诉我们,能量不会被消灭,但并不意味着用之不竭。我们从热力学第二定律知道,当能量从高温物体流向低温物体后就回不去了,这些能量虽然还在,却是越来越不能为我们所用了,也就是说,它们很难再用来做功了。

随着能量的转移,物体所处的这个系统不能利用的能量越来越多,我们就说:这个系统里的熵越来越多了。或者你也可以这样理解:熵的量就是无用的能量的分量,熵是能量退化的量度。

能量虽然守恒,但无论是机器还是人的身体,能量都以热量、声音和光等形式流失着。能量再也不可能逆转,回到原来的状态。可用的能量越来越少,物体所处系统的熵却是在不断增加。

如果这个系统是跟外面相通的,也许会有一些有用的能量进入这个系统。比如我们把地球这个系统的能量消耗成无用能量,太阳又补充给我们有用的能量。我们的身体系统也是一个例子,我们每天都在消耗能量,但是可以通过饮食来补充能量。

但是对封闭的系统而言,熵可不是什么好事。宇宙是一个封闭的系统,它不可能被补充新的能量,因此,宇宙的熵在不断增加。总有一天,宇宙所有的能量都变成无用能量,生命将不复存在,这种现象被称为“宇宙热寂”。

不过大家不用担心。目前的预测表明,距离宇宙热寂的发生还有万亿年或者更长的时间。宇宙还在扩张,就是说熵的最大值也在变大,这个变大的速度比熵本身增加的速度还快。这就意味着发生宇宙热寂所需的时间每天都在延长。