Moartea termică a universului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Moartea termică (sau moartea entropică ) este o posibilă stare finală a universului în care nu mai există energie liberă pentru a lucra . În termeni fizici, entropia atinge valoarea maximă, iar universul se află în echilibru termodinamic .

Originea ideii

A doua lege a termodinamicii afirmă că într-un sistem izolat entropia tinde să crească ireversibil în timp. Universul delimitează perimetrul unui sistem izolat, pentru care al doilea principiu tocmai enunțat este valabil: dacă universul trăiește suficient de mult timp, va ajunge asimptotic la o stare în care toată energia este distribuită uniform în toate direcțiile spațiului , iar procesele energetice (inclusiv viața) nu vor mai fi posibile.

Ideea morții termice a fost propusă de Lord Kelvin începând cu 1851, pornind de la observațiile lui Sadi Carnot din 1824 privind pierderea energiei mecanice sub formă de căldură.

Teorema lui Nernst este un rezultat teoretic important care stabilește că entropia unui sistem termodinamic (izolat) la temperatura zero absolută este o constantă bine definită. Al treilea principiu este o consecință teoretică și matematică a celui de-al doilea.
Contrar „previziunii” unei morți entropice a universului care derivă din al doilea principiu și într-un orizont de timp necalculat a priori, pe cel de-al treilea principiu se bazează cercetarea și posibilitatea tehnică a unei prelungiri nedeterminate a vieții indivizilor prin hibernare la temperatură zero absolut și o stare de entropie minimă, până acum fără succes cu nicio formă de ființă vie.

Cristalizarea este atât un proces chimic controlat și reproductibil, cât și un proces geologic spontan și foarte frecvent în natură, prin care agregatele minerale și concrețiile de diferite tipuri au avut și provin din subsol. Aceasta manifestă o „tendință crescândă de a comanda” într-un sistem complex, tocmai pe un orizont de timp foarte lung și în condiții de izolare termodinamică deosebită (rarefacția aerului, absența luminii, absența schimbului de materie cu mediul extern): apă de origine carstică este implicată în reacții, dar schimbul de căldură (acolo unde este prezent) cu mediul înconjurător nu este un factor de activare a acestui tip de reacții, chiar dacă temperatura poate accelera, în general, timpul de reacție. Mai general, nucleația spontană implică o scădere a energiei libere : un lichid este o stare de materie „mai ordonată” decât gazul, un solid este mai ordonat decât un lichid.

Starea curenta

Orice ipoteză cu privire la posibilitatea morții termice depinde de presupuneri despre natura universului.

Mulți au pus la îndoială aplicabilitatea aceluiași concept de entropie și a modelului termodinamic la întregul univers [1] [2] [3] , sau cel puțin posibilitatea de a face predicții având în vedere cunoștințele rare despre entropia câmpurilor gravitaționale [4] ] [5] și asupra fenomenelor cuantice.

Destinul universului după Marea îngheț

Se discută despre posibilitatea existenței după Big Rip și / sau Big Freeze. Există mai multe ipoteze:

  • Reziduurile materiei vor rămâne în fotoni împrăștiați, fără masă.
  • Cu toate acestea, vor exista universuri paralele ( cf. multivers , în principalele formulări, lumea brane și teoria bulelor / inflației eterne ).
  • Unii oameni de știință, care acceptă modelul, susțin că timpul se va opri și dimensiunile și distanțele se vor anula. [6]
  • Un nou Big Bang va fi generat în universul nostru, datorită entropiei foarte scăzute după „îngheț”.

Ultima ipoteză este cea mai sugestivă și include două posibilități, care se încadrează în diferitele teorii ale universului oscilant sau ale modelului ciclic.

Ciclic Cosmologic al Penrosei

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: cosmologie ciclică conformă .

Roger Penrose , în cartea De la Big Bang la eternitate , afirmă că infinit de mic va fi egal cu infinit de mare, iar universul aparent rece și mort al Big Rip sau Big Freeze ar putea astfel să nască, ca urmare a anularea legilor fizice anterioare, către un nou Big Bang (entropia scăzută ar fi aceeași cu nașterea primului univers), chiar dacă diferită de cea a teoriei Big Bounce . Universul actual ar fi unul dintre infinitele „eoni” (fiecare durând 10 100 ) care alcătuiesc universul etern. Penrose spune că dovezile ar fi conținute în radiația de fond . [7] [8]

Modelul Baum-Frampton

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Univers oscilant § Modelul Baum-Frampton .

Acest model este strâns legat de Big Rip , care însă nu ar fi niciodată complet, mai mult decât un Big Freeze.

Notă

  1. ^ Max Planck , Tratat de termodinamică , pe archive.org , 1 martie 2007. Accesat la 1 octombrie 2014 .
  2. ^ Vladislav Čápek și Daniel P. Sheehan, Provocări pentru a doua lege a termodinamicii: teorie și experiment , Springer, Dordrecht, 2005.
  3. ^ Walter T. Grandy, Jr., Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems , la books.google.com.au , Oxford University Press, p. 151. Accesat la 1 octombrie 2014 .
  4. ^ (EN) Chas A. Egan și Charles H. Lineweaver, A Larger Estimate of the Entropy of the Universe , în ApJ , 2009, DOI : 10.1088 / 0004-637X / 710/2/1825 .
  5. ^ (EN) Lee Smolin, Timp, legi și viitorul cosmologiei , în Physics Today, Vol. 67, nr. 3, 2014, pp. 38-43. Adus pe 14 mai 2020 .
  6. ^ Timpul încetinește și se va opri cu totul , pe repubblica.it , la Repubblica , 19 iunie 2012. Adus pe 14 mai 2020 .
  7. ^ Roberto Paura, Înainte de Big Bang? Un alt univers identic: teoria lui Roger Penrose împarte cosmologii , pe Scienze.fanpage.it , Fanpage , 29 octombrie 2011. Accesat la 14 mai 2020 .
  8. ^ Ker Than, Universul înainte de Big Bang , pe nationalgeographic.it , National Geographic , 3 ianuarie 2011. Accesat la 14 noiembrie 2015 (arhivat din original la 22 februarie 2014) .

Elemente conexe

linkuri externe