当宇宙达到热平衡时,不存在热交换,宇宙各部分的温度完全一致,那么这个温度会是在多少度,有没有人计算过。


古典热寂说其实并不能精确地描述「热寂」,一般声称在遥远的未来所谓热平衡的宇宙会无限地趋近于绝对零度,但不能达到绝对零度。

20世纪初,有人推导出如果束缚在原子中的质子、中子和电子不会在遥远未来被拆开或衰变,在有机制能将辐射变换为氢原子或类似的东西的情况下,即使不考虑引力,宇宙也永远不能冷却到绝对零度,热平衡状态亦无法维持。

21世纪初,宇宙的基本平坦和开放得到广泛认可,宇宙的加速膨胀也基本成为定论。在这种情况下还认为「热寂」有可能实现的人们,推导出如果宇宙常数为零,那么在极其长的时间上热平衡的宇宙会达到绝对零度,造成热力学的崩溃;如果宇宙常数为正(就像一些现实观测数据显示的那样),则热平衡的宇宙的温度会是高于绝对零度的极低温度[1]

2010年,罗杰·彭罗斯推导,对于在暗能量作用下永远加速膨胀的开放宇宙而言,在事实上是新热寂的「辐射时代」,所有的基本粒子都将变为没有不变质量的辐射状态,时间不再对物质起作用,经过涉及无限大的数次变换,可以产生新的宇宙大爆炸[2]。这些辐射的温度也是高于绝对零度的极低温度。

  • 这是个涨落态宇宙论,同时挑战了现代科学中三个领域的主流观点,并不被大部分学者支持。

然后,2020年披露的SDSS的观测事实显示,在过去一百亿年里,宇宙中气体的平均温度随著加速膨胀上升了[3]。按照目前的理论,这可能是随著时间推移发生的宇宙结构的引力坍塌造成的。

  • 说好的冷却呢?说好的不可逆地走向热寂呢?这到底是走了个什么?

在这种情况下谈论热平衡,你可能要考虑热平衡时的宇宙是个混乱度有上限的系统,其温度越过了正无穷大、从负无穷大开始接近绝对零度,并永远不能到达绝对零度。

  • 这对应的图景是宇宙坍塌为接近一个点——显然,这个热平衡状态是无法持续下去的,你闭著眼睛也知道接下来会发生什么事情。

所以,建议你不要再抱著「热寂说」这具尸体不放了。

  • 普朗克生前说过,「宇宙的熵」一词没有任何意义,因为它没有准确的定义。

  • 21世纪初的熵状态分析仍然不能处理一般引力场的熵,引力熵难以量化。
  • 李·斯莫林多次谈到,引力约束的系统具有负的比热容,这样的系统不会演变成热平衡状态[4]
  • 在实验室里相对简单的封闭系统产生的稳定的非平衡态[5][6]也支持了这种观点:热寂根本不存在。

参考

  1. ^https://arxiv.org/abs/hep-th/0208013
  2. ^http://www.newscientist.com/article/mg20527511-300-roger-penrose-non-stop-cosmos-non-stop-career/
  3. ^https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb403/meta
  4. ^https://doi.org/10.1063/PT.3.2310
  5. ^https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.6b12317
  6. ^https://doi.org/10.1016/j.rechem.2020.100031


如果热寂说成立,那还挺烦躁的。。。

热寂宇宙的终极便是:有限的能量分布在恒定不变的绝对时空之中。。。

是的,热寂说(1850年)诞生于相对论之前,是基于绝对时空概念提出的。

如果热寂说成立就表示物理学的大厦在1850年便实实在在地确立了,于是,近代宇宙学也就被实实在在的排斥了。而你脑中的关于宇宙的绝大多数认知都可以抛弃了,因为那绝大多数真就都来自于1917年之后。

众所周知,有了相对论时空才有了「遇事不决,量子力学」。不需要「遇事不决,量子力学」的最严重后果就是,恐怕这个宇宙恐怕不是从蛋里孵化出来的。

而如果不是从蛋里孵化出来的,那就只有两种可能了,一种是神创(外在意识作为第一推动),一种是虚拟(内在意识作为第一推动)。

对于神创的理解,在热寂说提出的那个年代应该可以看作是完全的空白,人类需要进一步去度量神力和预测神意才能知晓这个神是否愿意改变宇宙热寂的未来。这个就很烦,因为你甚至不知道他是否可以被理解。

而另一方面,当时人们的「普遍」认知处于从主观唯心主义到现代唯物主义的过渡期,「物理学的大厦已经基本建立,未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就行了」,物理学大师觉得知识有穷尽,也算是时代的认知局限吧。以此为基础的唯心虚拟世界模型下,「学园都市」(某科学的超电磁炮)或许会成为真实存在的机构,那人类。。。

就还是很有希望的!

考虑到世界观加成,结合东方某大国动员和统合能力,十万三千本书能有十万三千个人全文背诵,两个一百年目标中绝对有量产Lv6这一条,21世纪中叶正面对质创世计算机/程序,你信不信?


「热寂说」成立要求宇宙是个封闭系统,也就是具有边界和体积。

但是人类还没有找到宇宙的边界,不知道宇宙的体积,不知道体积这个温度就没法算。

目前宇宙的平均温度是2.72K。如果「热寂说」成立,宇宙是个封闭系统,物质和能量总量固定。考虑到宇宙广阔的空间中物质和能量都极其稀薄,宇宙的体积又正在飞速扩大,我认为热寂温度不会高于现在的温度。


事实上所谓的玻尔兹曼大脑,以及更夸张一步的「整个宇宙可能只是某个涨落的低熵泡泡」,都是建立在一个绝对热平衡态的世界前提上的。

这种世界从本质上而言和最传统古典的「热寂宇宙」没什么区别。

也就是说哪怕宇宙达到了传统意义上的热寂,也会出现小范围的低熵涨落,这仍然是可能的,而这种涨落在无限的时间中,仍然有机会产生类似于玻尔兹曼大脑之类的结构。

除非宇宙达到热寂时整个宇宙都是绝对零度。

但即便宇宙的膨胀加速进行,宇宙背景温度达到绝对零度还是需要无限长的时间,也就是说可以视为不存在。


个人看法,光速和普朗克常数很长时间没变过了吧。如果比较能够保持稳定,我比较倾向于泡泡说。也就是说泡泡里的宇宙是一个动态的云系统,是一个有生态的环境,交换随时随地,并不为人类意志转移。。。。。如果出现可被观察到的衰减或则递增,不是泡泡没充满,就是爆炸学说或许可以成立,宇宙彻底走向最终消亡。


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