望遠鏡なしの天文学-私たちの老化する宇宙

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それはすべて非常に約束の始まりでした。したがって、超新星やその他の天体の贅沢が時折熱狂的に爆発するにもかかわらず、宇宙が少しずつ進んでいることがますます明らかになってきています。

熱力学の第2法則(エントロピーについての法則)は、すべてが時間とともにポットに到達することを要求します。これは、発生するすべてのものがエネルギーを散逸する機会であるためです。

宇宙はエネルギーに満ちており、常にそうであるはずですが、そのエネルギーは、ある程度の熱的不均衡がある場合にのみ、興味深い何かを起こすことができます。たとえば、冷蔵庫から卵を取り出し、沸騰したお湯に入れれば調理されます。非常に効率的ではありませんが、有用で価値のある活動です。ストーブからの大量の熱は、より多くの卵を調理するために保持されるのではなく、キッチンに放散するだけだからです。

しかし、一方で、調理済みで加熱済みの卵を同じ沸騰したお湯に落とすと…まあ、どういう意味ですか?有用な作業は行われず、実際には何も起こりません。

これは大まかにエントロピーを増加させる背後にある考え方です。宇宙で起こるすべての注意はエネルギーの移動を伴い、そのような移動のたびにそのシステムからエネルギーが失われます。したがって、第2法則に従って論理的な結論を下すと、最終的に宇宙はそれ自体と熱平衡状態になります。その時点では、エネルギー移動を促進するため、または卵を調理するための不均衡勾配は残っていません。基本的に、他に注目すべきことは二度と起こりません-熱死として知られる状態。

初期の宇宙が最初は熱平衡にあったことは事実ですが、重力ポテンシャルエネルギーもたくさんありました。つまり、問題(明るいものと暗いものの両方)は「固まり」、つまり大量の熱的不均衡を生み出し、そこからあらゆる種類の興味深いことが起こりました。しかし、重力が宇宙に有用な働きをする能力にも限界があります。

静的宇宙では、このすべての集まりの終点はブラックホールのコレクションです。それらに含まれているものは何もエネルギー移動に関与していないため、高エントロピーの状態にあるオブジェクトと見なされます。それはただそこに座っているだけで、ホーキング放射のささやきは別として、ブラックホールが蒸発するまで(グーゴルほど)そこにとどまるだけです。

膨張自体がその宇宙の最大エントロピーの値を増加させるため、膨張宇宙の内容が最大エントロピーの状態に到達することは決してないかもしれません。自分自身を蒸発させます。

さまざまなレベルのエントロピー密度を持つさまざまなコンポーネントを集計することにより、宇宙の現在のエントロピーを推定することが可能です。スケールの上部にはブラックホールがあり、下部には明るい星があります。これらの星は局所的にエンタルピーであるように見えます。たとえば、太陽が地球を熱して、あらゆる種類の興味深いことがここで起こるようにします。しかし、これは時間制限のあるプロセスであり、太陽が主に行うことは、エネルギーを空の空間に放射することです。

イーガンとラインウィーバーは最近、観測可能な宇宙の現在のエントロピーを再計算し、以前の推定よりも1桁高い値を取得しました(ただし、1×10と話しているとはいえ)。104 – 1×10の代わり103)。これは主に、最近認識された超大質量ブラックホールによってもたらされたエントロピーを組み込んだ結果です。ブラックホールのエントロピーはそのサイズに比例します。

したがって、これは、私たちの宇宙が、以前考えていたよりも熱死に向けて少し進んでいることを示唆しています。できるうちにお楽しみください。

参考文献: イーガン、CAおよびLineweaver、C.H。 (2010)宇宙のエントロピーのより大きな推定http://arxiv.org/abs/0909.3983

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