Si el universo termina en un escenario de muerte por calor, y dado que la energía no se puede crear ni destruir, ¿dónde está toda la energía?

La energía estará por todas partes, en todas partes. Pero nada de eso estará disponible para hacer nada.

Imagine una máquina de vapor encerrada en una habitación con paredes perfectamente aislantes. Ninguna energía de ningún tipo sale de la habitación ni entra en ella. El combustible ya está agotado, quemado para presionar la caldera. La máquina de vapor funcionará, por un tiempo. La presión en la caldera empujará los pistones o hará girar la turbina, hasta que esa presión se agote. Si bien la caldera todavía tiene presión, lo llamaríamos el estado de baja entropía. Toda esa presión y el calor del agua aún disponible para hacer más vapor están disponibles para hacer el trabajo. A medida que la presión se agota, más agua hierve, lo que genera más presión. Pero una vez que la temperatura del agua cae por debajo de la ebullición y la presión en la caldera se agota, la máquina de vapor se detiene. Toda la energía que anteriormente hacía girar la máquina de vapor todavía está en la habitación, pero no está disponible para realizar ningún trabajo. Ese sería este sistema en el estado de máxima entropía. Ese es el estado en el que estaría el universo si muere una muerte por calor. Toda la energía seguirá ahí. Simplemente no podrá hacer nada interesante.

Como alguien dijo en una respuesta anterior, no es que la energía se destruya o desaparezca, es que alcanzó un equilibrio después de extenderse a grandes distancias.

La idea es que el universo se habrá expandido tanto que las partículas individuales raramente, si es que alguna vez interactúan.

Si vierte agua coloreada en una bañera, fácilmente podrá verla mezclarse con el agua y ver el color después. Ahora vierta la misma cantidad de agua coloreada en un océano, podrá verla mezclarse por un corto tiempo, pero a medida que se extiende por el océano ya no verá el color porque las partículas coloreadas ya no interactúan, en al menos no notablemente.

Es la misma idea para la energía en el universo.

Para simplificar la respuesta, se concentra en agujeros negros y se reforma en otra cosa, o la distancia entre cualquier materia restante y partículas de energía se ha vuelto demasiado grande para que se afecten entre sí. El calor depende del contacto físico o de la emisión y absorción de radiación. Una vez que las energías de radiación han caído por debajo de cierto nivel, ya no pueden interactuar con partículas de materia. Probablemente no quedaría nada para interactuar de todos modos en este tipo de escenario de muerte.

La densidad de energía promedio es finita. A medida que el universo se expande, la misma energía por unidad de volumen se distribuye en un volumen mayor. A medida que se expande sin límite, la densidad se acerca a cero. La energía total no cambia. Esto es lo que se llama muerte por calor.

Tenga en cuenta que la idea de muerte por calor no es necesariamente una idea válida.

El concepto original era que todo tendría la misma temperatura. Eso es bastante difícil debido a cómo funciona la gravedad (entre otras cosas).

Entonces, una variación más moderna de esta idea sería que todo termina muy, muy lejos de todo lo demás. Por supuesto, eso también tiene problemas debido a la gravedad.

Otra variación es que todo termina dentro de los agujeros negros. Pero eso también tiene problemas debido a la radiación de halcones.

En definitiva, este no es un tema muy práctico. Si sucede, significará que nadie puede observar que suceda. Y esto significa que nadie podría determinar cómo podría suceder.

Aún así, la lejanía de las posibilidades debería servir como una advertencia de que debemos tener cuidado al razonar sobre eventos a gran escala utilizando las leyes de la termodinámica.

Incluso las ideas más bellas y precisas invitan a limitaciones e imprecisiones en nuestro pensamiento.

En la muerte por calor, toda la energía del Universo se distribuye de manera uniforme en todas partes.

Como ya no hay un estado de energía más bajo, no hay forma de que nada pierda energía … por lo que no puede pasar nada.

Nota: en general, la conservación de la energía no funciona a escala cosmológica. Esto se debe en gran parte a que la energía cinética depende del marco.

Supongamos que la idea original es válida, entonces la respuesta a su pregunta es que todas las diferentes formas de energía se habrán transformado en calor de materia caliente a una sola temperatura uniforme. Como todo debería estar a la misma temperatura, la termodinámica nos dice que no puede hacer ningún trabajo útil.

Existe una hipótesis bien conocida de que la energía neta del universo es cero, con el campo de inflación (materia) como una energía positiva y el campo gravitacional como una energía negativa. En una muerte por calor, es posible que la energía no se destruya sino que se extienda de tal manera que ya no pueda interactuar.

El punto de Energía infinita (E) se ha disuelto en masa estática (m) y en continuo desarrollo de tiempo y espacio (c); E = mc². La energía se transforma en una masa infinitamente difusa dentro del espacio-tiempo que se despliega infinitamente; no se producen violaciones de las Leyes de la termodinámica.