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天文科普:宇宙的能量是取之不盡 用之不竭的嗎?

看起來好時光會永遠持續下去,所以我們很自由地繼續浪費能量。但是熵是非常有耐心的,並且最後,它將保證宇宙中不會再有可以使用的能量。

多虧了恐龍及其植物同伴在那個年代所做的貢獻,我們才有可使用的化石燃料。如果我們曾經擺脫了對這種燃料的依賴我們將會利用可再生資源,比如太陽能,風能,潮汐能,地熱能。並且如果物理學家真的不負眾望,我們就能利用太陽的能量,還可以利用地球所有海洋中包含的大量的氫生產出接近無限量的核聚變能量。啟動複製器,免費的羅卡奇諾。所有的東西也都是磚石組成的。

我們永遠都不會用完氫離子。開發這種東西正把我們的日常經驗弄得亂七八糟。宇宙重子質量的75%都是我們這位單質子的小夥伴。緊跟著的是氦和鋰,我們將很高興在我們未來的核聚變反應堆中燃燒這兩者。沒錯,都得進去。

看起來好時光將永遠不會結束。如果我們有能源,我們將永遠不能剋制我們強烈的慾望,逐步升級到更離奇的耗用量。吉力馬札羅山大小的海洋油輪滿足我們最放縱的幻想,巨大的巨型軌道雷射賭場,這裡的生活就是便宜的競技場。我們將會建設更大的木板和釘子,或者是其他荒謬和墮落的東西,像在杜拜建造的人工滑雪場。可惜,認為這會永遠不變是幼稚的。總有一天,這樣的好時光會悄然而逝。不會很快,而是在非常遙遠的未來,宇宙中所有的能量都會被耗盡,屆時,將不會有一個空閑的電子來給單LED供能。

天文學家對宇宙的遙遠未來進行了長期的深度思考。一旦主星序的恆星用完了它們的氫從而變成寒冷的白矮星,甚至於最黯淡的紅矮星用盡了它們的氫。當星系不能再創造恆星。畢竟宇宙的質量在被黑洞吸收,或者冷卻成為宇宙背景溫度。

圖解:黑洞吸收恆星的想像圖,來源:ESO/L. Calçada

黑洞它們也會蒸發,在經過數不清的年代後慢慢消失直到它們變為純能量。甚至最後一個質子也會衰變為能量後湮滅。嗯,可能吧。事實上,物理學家不能肯定那些觀點。如果你能證明,那諾貝爾獎可以隨意拿。當然我只是隨便說一下。

一直以來,宇宙一直在膨脹,將質量和能量不斷分開。神秘的暗能量一直在導致宇宙加速膨脹,推動物質分離直到每個光子延伸數光年的距離。這就是讓能量呈均勻分布趨勢的熵。一旦一切,我的意思是所有的事物,都是相同的溫度,那麼就達到了最大熵,那麼在那裡就不能再完成進一步的工作。

這被認知為宇宙的熱寂。整個宇宙的溫度將會只比絕對零度高出一個極其微小的分數。正好比那個不能從原子中得到更多能量也不能完成任何工作的溫度高一點。這很可怕,那是我們的宇宙就不會再有可用的能量。

圖解:白矮星G29-38美國國家航空航天局

有趣的是,剩餘的能將會和一切開始時的能量一樣,但是這些能量將會均勻分布在所有位置,每個位置。這不會在最近的任何時間發生。這將花費數萬億年直到最後一顆恆星死亡,並且在黑洞蒸發完之前還有一段不能被理解其長短的時間。我們也不完全直到質子是否真的會衰變。但是熱寂將是我們必然的結局。

也有一些少許的好消息,整個宇宙可能會掉入一個新的質量狀態,如果我們等得足夠舊,宇宙就可能會通過量子漲落自發地形成一個新的「版本」。所以在無限的時間裡,誰知道會發生什麼?

趁你還能得時候把那些髒兮兮的恐龍燒掉吧!享受太陽光和你檯面上那台核聚變反應器發出的甜蜜的呼氣能量。你遙遠的後代會嫉妒你浪費能源,不讓人窒息的氣候,以及咖啡和巧克力。因為他們只能蜷縮在最後一個黑洞逐漸退色的熱量周圍,希望一個新的宇宙出現。

責任編輯: 王和   來源:天文在線 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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