Гіпотеза про теплову смерть Всесвіту є наслідком другого закону термодинаміки. Одним з перших цю гіпотезу в середині XIX в. висловив Р.Клаузиус на підставі розширеного тлумачення другого закону термодинаміки. З другого початку випливає, що на макроскопічному рівні існують спрямовані і незворотні фізичні процеси. Для того щоб це зрозуміти, уявімо собі таку ситуацію. Припустимо, ми приносимо в кімнату тільки що скипів чайник і наливаємо з нього воду в стакан. Зрозуміло, що температура води в чайнику значно вище температури навколишнього середовища. Нехай температура води 100 градусів, а температура в кімнаті 18 градусів. Що станеться потім? Очевидно, вода поступово охолоне, а повітря трохи нагріється. В кінцевому підсумку температура води і повітря зрівняється і буде, припустимо, 18,5 градусів, т. Е. Настане термодинамічна рівновага. Чи можливий розвиток подій в зворотному напрямку, коли чайник з водою почне відбирати тепло з повітря і в результаті знову нагріється, а повітря, відповідно, охолоне? Чисто теоретично так, але ймовірність цього явища близька до нуля.
Наш світ можна розглядати як гігантську термодинамічну систему, яка знаходиться в нерівноважному стані, енергія сконцентрована головним чином в гарячих зірках і поступово мігрує в набагато більш холодну міжзоряний простір. Всі наявні двигуни виявляються працездатними в кінцевому підсумку за рахунок існування зазначеної глобальної нерівноважності. Тому цілком природними є питання про причини її виникнення та перспективи, пов'язаних з прагненням глобальної системи до термодинамічної рівноваги.
Згідно Клаузиусу, ентропія Всесвіту прагне до максимуму. З цього випливає, що у Всесвіті в кінці кінців всі види енергії повинні перейти в енергію теплового руху, яка рівномірно розподілиться по речовині Всесвіту. Після цього в ній припиняться всі макроскопічні процеси, або настане «теплова смерть».
Сонячна система, наприклад, може розглядатися як замкнута нерівноважна термодинамічна система: енергія головним чином зосереджена на Сонце. Понад 95% використовуваної людиною енергії - це енергія Сонця.
Очевидно, якщо воно перестане нас забезпечувати енергією і ми витратимо всі її запаси, то ніяка робота виявиться неможливою.
Таким чином, якщо і весь навколишній світ дійсно вважати замкнутою системою, до якої застосовні висновки класичної термодинаміки, то при досягненні рівноваги він повинен являти собою однорідне тіло з постійною температурою, щільністю речовини і випромінювання, в якому не буде можливим ніяке направлене перетворення енергії.
В даний час основні заперечення проти гіпотези теплової смерті Всесвіту такі:
- другий початок термодинаміки отримано шляхом узагальнення досвідчених фактів, які стосуються обмеженим макросистемах. Поширення другого початку на весь Всесвіт є далека екстраполяція, яка не має підстав;
- Всесвіт (по крайней мере, доступна нашими спостереженнями її частина) не є ізольованою системою. Сучасна космологія виходить з представленйя про неоднорідною, нестаціонарної, розширення Всесвіту, окремі частини якої знаходяться між собою у взаємодії;
- в разі систем галактичних і міжгалактичних розмірів визначальну роль в їх тимчасової еволюції починають грати дальнодействующіх гравітаційні сили взаємодії між частинками. Це призводить до того, що, по-перше, в таких системах виникають великі флуктуації відсутня самоненарушаемость рівноважних станів і, по-друге, енергія взаємодії макроскопічних частин системи стає порівнянної з їх внутрішніми енергіями, так що система в цілому не є термодинамічної;
- якщо Всесвіт дійсно прагне до стану термодинамічної рівноваги, то чому вона до сьогоднішнього дня ще не досягла його? За необмежений період свого існування Всесвіт мала вже прийти до стану термодинамічної рівноваги. Якщо цього немає, значить, або Всесвіт існує обмежений період часу, або вона не є замкнутою системою. Але в такому випадку висновки термодинаміки незастосовні для розгляду напрямки еволюції Всесвіту.
Якщо Вас зацікавили описані в статті товари або послуги, Ви можете:
+375-29-5017588
+375-29-1438110