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天文科普:宇宙的能量是取之不尽 用之不竭的吗?

看起来好时光会永远持续下去,所以我们很自由地继续浪费能量。但是熵是非常有耐心的,并且最后,它将保证宇宙中不会再有可以使用的能量。

多亏了恐龙及其植物同伴在那个年代所做的贡献,我们才有可使用的化石燃料。如果我们曾经摆脱了对这种燃料的依赖我们将会利用可再生资源,比如太阳能,风能,潮汐能,地热能。并且如果物理学家真的不负众望,我们就能利用太阳的能量,还可以利用地球所有海洋中包含的大量的氢生产出接近无限量的核聚变能量。启动复制器,免费的罗卡奇诺。所有的东西也都是砖石组成的。

我们永远都不会用完氢离子。开发这种东西正把我们的日常经验弄得乱七八糟。宇宙重子质量的75%都是我们这位单质子的小夥伴。紧跟着的是氦和锂,我们将很高兴在我们未来的核聚变反应堆中燃烧这两者。没错,都得进去。

看起来好时光将永远不会结束。如果我们有能源,我们将永远不能克制我们强烈的欲望,逐步升级到更离奇的耗用量。吉力马札罗山大小的海洋油轮满足我们最放纵的幻想,巨大的巨型轨道雷射赌场,这里的生活就是便宜的竞技场。我们将会建设更大的木板和钉子,或者是其他荒谬和堕落的东西,像在杜拜建造的人工滑雪场。可惜,认为这会永远不变是幼稚的。总有一天,这样的好时光会悄然而逝。不会很快,而是在非常遥远的未来,宇宙中所有的能量都会被耗尽,届时,将不会有一个空闲的电子来给单LED供能。

天文学家对宇宙的遥远未来进行了长期的深度思考。一旦主星序的恒星用完了它们的氢从而变成寒冷的白矮星,甚至于最黯淡的红矮星用尽了它们的氢。当星系不能再创造恒星。毕竟宇宙的质量在被黑洞吸收,或者冷却成为宇宙背景温度。

图解:黑洞吸收恒星的想像图,来源:ESO/L. Calçada

黑洞它们也会蒸发,在经过数不清的年代后慢慢消失直到它们变为纯能量。甚至最后一个质子也会衰变为能量后湮灭。嗯,可能吧。事实上,物理学家不能肯定那些观点。如果你能证明,那诺贝尔奖可以随意拿。当然我只是随便说一下。

一直以来,宇宙一直在膨胀,将质量和能量不断分开。神秘的暗能量一直在导致宇宙加速膨胀,推动物质分离直到每个光子延伸数光年的距离。这就是让能量呈均匀分布趋势的熵。一旦一切,我的意思是所有的事物,都是相同的温度,那么就达到了最大熵,那么在那里就不能再完成进一步的工作。

这被认知为宇宙的热寂。整个宇宙的温度将会只比绝对零度高出一个极其微小的分数。正好比那个不能从原子中得到更多能量也不能完成任何工作的温度高一点。这很可怕,那是我们的宇宙就不会再有可用的能量。

图解:白矮星G29-38美国国家航空航天局

有趣的是,剩余的能将会和一切开始时的能量一样,但是这些能量将会均匀分布在所有位置,每个位置。这不会在最近的任何时间发生。这将花费数万亿年直到最后一颗恒星死亡,并且在黑洞蒸发完之前还有一段不能被理解其长短的时间。我们也不完全直到质子是否真的会衰变。但是热寂将是我们必然的结局。

也有一些少许的好消息,整个宇宙可能会掉入一个新的质量状态,如果我们等得足够旧,宇宙就可能会通过量子涨落自发地形成一个新的“版本”。所以在无限的时间里,谁知道会发生什么?

趁你还能得时候把那些脏兮兮的恐龙烧掉吧!享受太阳光和你台面上那台核聚变反应器发出的甜蜜的呼气能量。你遥远的后代会嫉妒你浪费能源,不让人窒息的气候,以及咖啡和巧克力。因为他们只能蜷缩在最后一个黑洞逐渐退色的热量周围,希望一个新的宇宙出现。

责任编辑: 王和   来源:天文在线 转载请注明作者、出处並保持完整。

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