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熱寂
猜想宇宙終極命運(yùn)的假說(shuō)
熱寂（英語(yǔ)：Heat death of the universe）是猜想宇宙終極命運(yùn)的一種假說(shuō)。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，作為一個(gè)“孤立”的系統(tǒng)，宇宙的熵會(huì)隨著時(shí)間的流異而增加，由有序向無(wú)序，當(dāng)宇宙的熵達(dá)到最大值時(shí)，宇宙中的其他有效能量已經(jīng)全數(shù)轉(zhuǎn)化為熱能，所有物質(zhì)溫度達(dá)到熱平衡。這種狀態(tài)稱為熱寂。這樣的宇宙中再也沒(méi)有任何可以維持運(yùn)動(dòng)或是生命的能量存在。
基本信息
| 中文名 | 熱寂 |
| 外文名 | The heat death |
| 類型 | 宇宙終極命運(yùn)的一種假說(shuō) |
| 提出者 | 威廉·湯姆森（William Thomson） |
| 提出時(shí)間 | 1850年 |
| 改進(jìn)者 | 赫爾曼·馮·亥姆霍茲和威廉·朗肯 |
| 根據(jù) |
收起
發(fā)展歷史
熱寂理論起源于十九世紀(jì)物理學(xué)家對(duì)熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律對(duì)宇宙進(jìn)程的影響的研究，特別是威廉·湯姆森在1851年對(duì)當(dāng)時(shí)的一個(gè)動(dòng)態(tài)熱力學(xué)理論（Theory of Heat）實(shí)驗(yàn)做出了如下描述：“熱量并非一種物質(zhì)，然而是機(jī)械作用的一種動(dòng)態(tài)形式，我們認(rèn)識(shí)到機(jī)械功與熱量之間必須是相關(guān)的，就如同因與果”隨后，熱寂理論又由赫爾曼·馮·亥姆霍茲和威廉·蘭金加以發(fā)展。
理論不足
時(shí)間表
由于宇宙熱寂說(shuō)僅僅是一種可能的猜想，并沒(méi)有任何事實(shí)證據(jù)支持該學(xué)說(shuō)的正確性，所以以下內(nèi)容僅為在假設(shè)該學(xué)說(shuō)成立基礎(chǔ)下的假說(shuō)。
退化時(shí)代
星系和恒星停止產(chǎn)生：10^14年
在這段時(shí)間里，星系和恒星的形成逐漸減緩并完全停止，至于那些仍然存在的恒星，由于自身核燃料的逐漸枯竭，恒星的溫度和光度逐漸下降，直到核燃料完全耗盡，恒星死亡為止。當(dāng)宇宙中所有的恒星都熄滅之后，只有行星、小行星（包括彗星、隕石和棕矮星）、白矮星、黑矮星、中子星、奇異星和黑洞能夠繼續(xù)存在。偶爾，棕矮星之間的相互撞擊會(huì)形成新的紅矮星。這些紅矮星會(huì)在宇宙中繼續(xù)存在數(shù)十億年，成為宇宙中為數(shù)不多的可見(jiàn)光源。
行星開始脫離軌道：10^15年
恒星開始脫離軌道：10^16年
可能的分歧之一
一半質(zhì)子完成衰變：10^36年
根據(jù)某些理論認(rèn)為質(zhì)子會(huì)衰變，而半衰期（10^36年）的估計(jì)是正確的話，屆時(shí)，宇宙中大約一半的物質(zhì)已經(jīng)通過(guò)質(zhì)子衰變形式轉(zhuǎn)化為伽馬射線和輕子。
全部質(zhì)子完成衰變：10^40年
這時(shí)，所有的質(zhì)子都已完成衰變。事實(shí)上在這種情況下，宇宙中所有的物質(zhì)只能兩種形式存在：黑洞或是輕子。
黑洞占主導(dǎo)地位：10^40年
黑洞崩潰：10^100年
除了少量黑洞以外，絕大部分的黑洞都已蒸發(fā)完畢?，F(xiàn)在，所有組成恒星和星系的物質(zhì)都衰變?yōu)楣庾雍洼p子.
宇宙的終極命運(yùn)
最后的黑洞蒸發(fā)完畢：10^150年
所有殘余的黑洞都已完全蒸發(fā)：首先是低質(zhì)量的黑洞，最后是超大質(zhì)量黑洞，現(xiàn)在宇宙中所有的物質(zhì)都已衰變?yōu)楣庾雍洼p子。
宇宙達(dá)到最低能量狀態(tài)：10^1000年及以后
現(xiàn)在，宇宙已經(jīng)進(jìn)入低能狀態(tài)，目前尚不清楚在這之后會(huì)發(fā)生什么。一種假設(shè)是宇宙很可能會(huì)永遠(yuǎn)停留在這種狀態(tài)，進(jìn)入真正意義上的熱寂狀態(tài)。意味著量子事件將會(huì)取代其他的微觀活動(dòng)成為宇宙的主宰。
可能分歧之三
以較新的觀測(cè)所知宇宙常數(shù)，和以質(zhì)子壽命無(wú)限為前提假設(shè)，有強(qiáng)大的暗能量不斷加速，這樣宇宙的整體熵極大，所以微觀物質(zhì)很少改變，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)宏觀物體難以保持現(xiàn)狀。這仍然屬于熱寂的結(jié)論之一。這樣的宇宙的預(yù)期壽命遠(yuǎn)較其他假設(shè)為短，估計(jì)約僅余數(shù)百億年（某些人認(rèn)為僅一百多億年）便會(huì)崩潰而不適合維持生物的存活。
宇宙的終極命運(yùn)
因?yàn)榘l(fā)光體不存在，只有高質(zhì)量的暗物質(zhì)，除人為光源外完全黑暗。但此情形下很難一直持續(xù)下去，比上一種模型更可能因?yàn)榱泓c(diǎn)能作用產(chǎn)生大撕裂（英語(yǔ)：Big Rip），甚至產(chǎn)生新的宇宙大爆炸。
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