אסטרונומיה ללא טלסקופ - יקום ההזדקנות שלנו

Pin
Send
Share
Send

הכל התחיל כל כך מלא בהבטחה. כך שלמרות ההתפרצות הנלהבת מדי פעם של סופרנובות ושירותים שמימיים אחרים, מתברר שהיקום שלנו הולך ומתרחב מעט.

החוק השני של התרמודינמיקה (זה הנוגע לאנטרופיה) דורש שהכל ילך לסיר לאורך זמן - מכיוון שכל דבר שקורה הוא הזדמנות להתפזר אנרגיה.

היקום מלא באנרגיה וצריך תמיד להישאר כך, אך אנרגיה זו יכולה רק לגרום למשהו מעניין לקרות אם יש מידה של חוסר שוויון תרמי. לדוגמא, אם מוציאים ביצה מהמקרר ושופכים אותה במים רותחים, זה מתבשל. פעילות שימושית וכדאית, גם אם לא יעילה במיוחד - מכיוון שהרבה חום מהתנור פשוט מתפזר למטבח, במקום להישמר לבישול ביצים נוספות.

אבל מצד שני, אם אתה מפיל ביצה כבר מבושלת ומחוממת לאותם מים רותחים ... ובכן, מה הטעם? לא נעשית עבודה מועילה, שום דבר שאינו מתרחש באמת קורה.

זה בערך הרעיון שמאחורי הגברת האנטרופיה. כל הערה המתרחשת ביקום כוללת העברת אנרגיה ובכל העברה כזו אובדת אנרגיה מסוימת מאותה מערכת. אז בעקבות החוק השני לסיומו ההגיוני, בסופו של דבר אתם מגיעים ליקום שיווי משקל תרמי עם עצמו. בשלב זה, לא נותרו שיפועי שיווי משקל כדי להעביר העברת אנרגיה - או לבישול ביצים. בעיקרו של דבר, שום דבר אחר לא יעלה על דעתו לעולם - מדינה המכונה מוות חום.

נכון שהיקום הקדום היה בתחילה בשיווי משקל תרמי, אבל היה גם המון אנרגיה פוטנציאלית מכבידה. אז החומר (קליל וגם כהה) 'גוש' - שיוצר המון שיווי משקל תרמי - ומשם כל מיני דברים מעניינים הצליחו לקרות. אולם גם יכולתו של כוח המשיכה לתרום עבודה מועילה ליקום יש גבולות.

ביקום סטטי נקודת הסיום של כל הגיבוש הזה היא אוסף של חורים שחורים - הנחשבים לאובייקטים במצב של אנטרופיה גבוהה, מכיוון שכל מה שהם מכילים כבר לא עוסק בהעברת אנרגיה. זה פשוט יושב שם - ומלבד כמה לחישות של קרינת הוקינג, פשוט ימשיך לשבת שם עד שבסופו של דבר (בעוד כמה שנים של גוגול) החורים השחורים יתאדו.

ייתכן שתכני היקום המתרחב לעולם לא ימצאו מצב של אנטרופיה מירבית מכיוון שההתרחבות עצמה מעלה את ערך האנטרופיה המקסימאלית עבור אותו יקום - אך עדיין בסופו של דבר אתם לא מסתכמים יותר מאוסף של גמדים לבנים מבודדים ומזדקנים - שבסופו של דבר מתרוצצים החוצה ומתאדה.

אפשר לאמוד את האנטרופיה הנוכחית של היקום שלנו על ידי איסוף המרכיבים השונים שלו - שיש להם רמות שונות של צפיפות אנטרופיה. בראש הסולם יש חורים שחורים - ובתחתיתם כוכבים זוהרים. הכוכבים האלה נראים אנטלפיים מקומיים - כאשר למשל, השמש מחממת את כדור הארץ ומאפשרת לכל מיני דברים מעניינים להתרחש כאן. אך זהו תהליך מוגבל בזמן, ומה שהשמש עושה בעיקר הוא להקרין אנרגיה לחלל ריק.

איגן ו- Lineweaver חישבו לאחרונה מחדש את האנטרופיה הנוכחית של היקום הנצפה - וצברו ערך שהוא בסדר גודל גבוה יותר מהערכות קודמות (אם כי מדובר 1 × 10104 - במקום 1 × 10103). זו במידה רבה תוצאה של שילוב האנטרופיה שתרמו על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים שהוכרו לאחרונה - שם האנטרופיה של חור שחור פרופורציונאלית לגודלה.

אז זה מרמז שהיקום שלנו נמצא קצת יותר רחוק במסלול לעבר מוות חום ממה שחשבנו בעבר. תהנה מזה כל עוד אתה יכול.

לקריאה נוספת: איגן, C.A. ו- Lineweaver, C.H. (2010) הערכה גדולה יותר של אנטומיות היקום http://arxiv.org/abs/0909.3983

Pin
Send
Share
Send

צפו בסרטון: האם אנחנו לבד ביקום - פרק 1: גודל היקום וההסתברות המתמטית (מאי 2024).