“熱寂論”是對於宇宙未來的一種猜想,不過它沒有任何證據,只是由熱力學第二定律推斷而出。這個宇宙的未來就是一潭死水,所有物質都不再運動,是一個讓人絕望的未來,麥克斯韋爲了推翻這個讓人絕望的宇宙,祭出了麥克斯韋,試圖推翻“熱寂論”。

熱力學第二定律得出的“熱寂宇宙”

現在你將一杯熱水倒入一杯冷水中,過一段時間後你會發現整杯水變成了溫水,這是因爲溫度高的分子在不斷地向溫度低的區域移動,你再放一段時間後,你會發現整杯水變涼和空氣的溫度一致,是因爲分子也在不斷地向溫度低的空氣流動。而且甚至溫度還會更低,因爲水蒸氣蒸發帶走了溫度,這個我們撇開暫時不提。這杯熱水不斷變涼的過程就是熱力學第二定律,熱量將不斷從高溫物體向低溫物體轉移,卻不會自發的由低溫物體向高溫物體轉移。

而對於整個宇宙來說也是一樣的,太陽向外界揮灑熱量,直到它的能量消耗完畢,宇宙最終將變成一樣的溫度,所有的物質都將衰變成同一種物質,可能是結合能最小的鐵,也可能是光子和輕子,所有的物質都不再運動,宇宙變成了一潭死水。

麥克斯韋妖

麥克斯韋妖就是爲了反駁“熱寂論”而誕生的,假設宇宙中有一個妖怪(我們沒有發現這樣的現象,所以假設一個妖怪)他可以得知所有分子的信息,再讓他控制一個開關,從而控制分子的移動。比如在一杯熱水和冷水混合的液體中,當高能分子靠近時,打開開關讓它通過,低能分子通過時關閉開關不讓它通過。最終就會使熱水更熱,冷水更冷。這就違背了熱力學第二定律。那基於熱力學第二定律的宇宙也就不復存在了。它沒有違反能量守恆,只是需要得知所有分子的信息。

關於麥克斯韋妖的談論進行了很久,它甚至可以說代表了一類永動機,直到人類發現信息也是一種能量,準備的說信息也會帶來熵,麥克斯韋妖沒有影響到“熱寂論”,就這樣被打敗了,不過人類因爲它得出了信息熵理論,通俗的說就是麥克斯韋妖在獲取分子信息時是需要消耗能量的,所以麥克斯韋妖讓分離冷熱水是消耗了能量的。直到現在,雖然沒有證據能夠證明“熱寂論”,但同樣的也沒有理論能推翻“熱寂論”,宇宙的未來對於人類來說依然是個謎。

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