
【化】 heat death
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
quiet; silent; lonely; lonesome; still
热寂(rè jì)是物理学中描述宇宙终极命运的理论假说,其核心指在热力学第二定律作用下,宇宙最终将达到熵(无序度)最大化的状态,所有能量转化为均匀的热能,导致一切宏观运动停止,陷入永恒的寂静与热平衡。
“热”指热能,“寂”意为寂静、消亡。该词形象概括了宇宙因热能均匀分布而丧失活力、陷入死寂的状态。
根据热力学第二定律,孤立系统的熵永不减少。宇宙作为孤立系统,最终所有恒星燃料耗尽,黑洞蒸发,物质分布完全均匀,温差消失,不再有能量传递或做功的可能,即“热寂”状态。
“Heat”指热能,“Death”象征宇宙活动的终结。该词由苏格兰物理学家威廉·汤姆森(开尔文勋爵)于1852年首次提出,描述能量耗散导致的宇宙消亡。
Heat death is the theoretical end state of the universe where entropy reaches its maximum, resulting in no thermodynamic free energy to sustain motion or life 。
熵增原理($$ Delta S_{text{universe}} geq 0 $$)表明,封闭系统必然趋向无序。宇宙若无限膨胀且无能量输入,最终将达到熵最大值 。
在“大冻结”(Big Freeze)模型中,宇宙持续膨胀导致物质密度趋近于零,温度接近绝对零度,与热寂理论高度吻合 。
部分理论物理学家(如罗杰·彭罗斯)提出“共形循环宇宙论”,认为黑洞蒸发可重置熵,避免热寂 。
暗能量加速宇宙膨胀的发现支持热寂可能性,但量子引力理论尚未统一,结论仍属假说范畴 。
权威参考来源:
热寂(Heat Death)是物理学和宇宙学中描述宇宙终极命运的一种假说,其核心基于热力学第二定律和熵增原理。以下是详细解释:
定义
热寂假设宇宙是一个“孤立系统”,随着时间的推移,系统的熵(无序程度)将不断增加,直至达到最大值。此时,所有有效能量(如恒星核能、引力势能等)均转化为热能,宇宙各处温度趋于均一,无法再维持任何宏观运动或生命活动,进入静止、死寂的状态。
理论基础
宇宙是否为孤立系统
热寂假说的前提是宇宙作为孤立系统,但现代宇宙学认为宇宙可能因暗能量加速膨胀,导致局部区域无法达到平衡态,从而避免热寂。
大爆炸理论的解释
根据大爆炸理论,宇宙膨胀可能导致物质分布持续稀释,而非完全热平衡。例如,暗能量可能推动空间膨胀速度超过热传递速度,使热寂无法实现。
其他假说的反驳
历史上曾提出“涨落说”“麦克斯韦妖”等理论试图否定热寂,但均未获广泛认可。
热寂目前仍是一种假说,缺乏直接观测证据。科学界对其态度分歧,部分学者认为需结合量子引力或多元宇宙理论进一步探讨。
总结来说,热寂描绘了熵增主导下的宇宙终极图景,但其成立与否仍受制于对宇宙系统性质及演化的深入理解。
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