
【化】 heat death
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
quiet; silent; lonely; lonesome; still
熱寂(rè jì)是物理學中描述宇宙終極命運的理論假說,其核心指在熱力學第二定律作用下,宇宙最終将達到熵(無序度)最大化的狀态,所有能量轉化為均勻的熱能,導緻一切宏觀運動停止,陷入永恒的寂靜與熱平衡。
“熱”指熱能,“寂”意為寂靜、消亡。該詞形象概括了宇宙因熱能均勻分布而喪失活力、陷入死寂的狀态。
根據熱力學第二定律,孤立系統的熵永不減少。宇宙作為孤立系統,最終所有恒星燃料耗盡,黑洞蒸發,物質分布完全均勻,溫差消失,不再有能量傳遞或做功的可能,即“熱寂”狀态。
“Heat”指熱能,“Death”象征宇宙活動的終結。該詞由蘇格蘭物理學家威廉·湯姆森(開爾文勳爵)于1852年首次提出,描述能量耗散導緻的宇宙消亡。
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,封閉系統必然趨向無序。宇宙若無限膨脹且無能量輸入,最終将達到熵最大值 。
在“大凍結”(Big Freeze)模型中,宇宙持續膨脹導緻物質密度趨近于零,溫度接近絕對零度,與熱寂理論高度吻合 。
部分理論物理學家(如羅傑·彭羅斯)提出“共形循環宇宙論”,認為黑洞蒸發可重置熵,避免熱寂 。
暗能量加速宇宙膨脹的發現支持熱寂可能性,但量子引力理論尚未統一,結論仍屬假說範疇 。
權威參考來源:
熱寂(Heat Death)是物理學和宇宙學中描述宇宙終極命運的一種假說,其核心基于熱力學第二定律和熵增原理。以下是詳細解釋:
定義
熱寂假設宇宙是一個“孤立系統”,隨着時間的推移,系統的熵(無序程度)将不斷增加,直至達到最大值。此時,所有有效能量(如恒星核能、引力勢能等)均轉化為熱能,宇宙各處溫度趨于均一,無法再維持任何宏觀運動或生命活動,進入靜止、死寂的狀态。
理論基礎
宇宙是否為孤立系統
熱寂假說的前提是宇宙作為孤立系統,但現代宇宙學認為宇宙可能因暗能量加速膨脹,導緻局部區域無法達到平衡态,從而避免熱寂。
大爆炸理論的解釋
根據大爆炸理論,宇宙膨脹可能導緻物質分布持續稀釋,而非完全熱平衡。例如,暗能量可能推動空間膨脹速度超過熱傳遞速度,使熱寂無法實現。
其他假說的反駁
曆史上曾提出“漲落說”“麥克斯韋妖”等理論試圖否定熱寂,但均未獲廣泛認可。
熱寂目前仍是一種假說,缺乏直接觀測證據。科學界對其态度分歧,部分學者認為需結合量子引力或多元宇宙理論進一步探讨。
總結來說,熱寂描繪了熵增主導下的宇宙終極圖景,但其成立與否仍受制于對宇宙系統性質及演化的深入理解。
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