1867年克劳修斯曾表来自述这样的思想“宇宙的能永远守恒,宇宙的熵永远增大”,“宇宙的熵处于极大,进一360问答步变化的能力就越小,如果最后油见钟清尔重因煤轻施达到极限状态,那就任何进一步的变化都不会发生了,这个宇宙将进入一个死寂的有约排,永恒的状态”克劳修斯的表述便是“热寂说”的最初由来。
现在的宇宙学和宇宙发展的客观事实都说明了“热寂说”是错误的,这似乎说明热力学第二定律与宇宙学静天面不相容。
热力学与宇似八括建盾历五轻盾小优宙学相容的关键之一是宇宙在膨胀。
考虑一种简单情况,在一定空间里有两种物质,比如一种是辐射,一种是粒子。(在高一物理教材的绪言中同配答核有这样一段话:在宇宙大爆炸的开初,有的只是极高温的热东架年质属宗环据辐射和其中隐现的高济作顾课球迫生能粒子……)如果两类物质的温路别度不同,即辐射温度Tr≠粒子温度Tm,显然,按照热力学,经过一段时间后将会是Tr=讨需不Tm。可是如果上世述空间不断膨胀,结论会完全不同。膨胀会使各类物质的温度降低,一般来低依死断衡钢六镇临说,不同物质的温度随着膨胀而何京味稳并更严占降低的速度不一样。辐射温度随膨胀降低得较慢,而粒子则较快。这就是说,随着宇宙的膨胀,原来温度相同的两种约操率约学物质会变得不同,即Tr>Tm,产生温度差,有人厚会说这个温度差不能保持,它们将由辐射和粒子之间的碰撞而消失,最后达到热平衡。
热力学与宇宙学相容关键之二是引力理论。
一箱气体,其中包含许多分子,如果气体分子分布不均匀的,按热力学第二定律演化的结果气体分子分布是均匀的,但是同样是这箱气体,如果气体分子之间的引力作用不可忽略,而且起主导作用,结果将完全不同。假定气体衣分子的分布开始是均匀的号停参命抗别分,在没有引力时,这是平衡态,而在引力的主导作用的条件下,均显空但排渐匀分布状态并不是稳定的。因接斯会父识陈粒知为在某个局域内,由于某分子的杂乱无章的运动会使某个局域的密度会变得稍大一点,则这个局域的引力将会变得更强一些,这就会吸收更多的物质,形成更大的密度,这就是破坏不均匀。
在宇宙范围内引力是主导的,所以哪怕是宇宙开始时是均匀的,无结构的,它也会产生出非均匀的有结构的状态。各种尺度的天体,就是依靠这种非均匀化的过程聚集而成的。从早期的均匀宇宙到现在非均匀宇宙就是这样演化的。
为什么宇宙并不象热死预言那样从复杂到简单,而是由简单到复杂?因为有引力。
为什么宇宙并不象热死预言那样从有序到无序,而是从无序(混乱)到有序(有结构)?因为有引力。
为什么宇宙并不象热死预言那样从非热平衡到热平衡,而是热平衡生成非热平衡?也是因为有引力。
由于引力的存在,热寂说已成为历史的一页,为什么引力有“回天之术”,保证着宇宙的进化?因为至今还没有一个完整的引力理论,所有这些问题尚有待解决。
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