¿Qué significa “Heat death of the Universe”?

La idea es que si el universo existiera por una cantidad infinita de tiempo, eventualmente alcanzará o alcanzará un estado de equilibrio termodinámico. Esto significa que no quedaría energía “libre” en el universo para obtener trabajo. Toda la energía que antes estaba disponible en forma de calor ahora está en forma de desorden de las partículas en el universo.

Motivo: El universo podría considerarse un sistema aislado (?!) con generación interna de calor. Dado que todo este calor tiene que permanecer dentro del universo, es absorbido por las partículas que lo forman, lo que significa una mayor energía cinética de las partículas que llegaron a absorber el calor (la razón por la cual se le da tanta importancia al calor es porque es el forma básica de energía.) Estas partículas son más energéticas, están más desordenadas.

(Es por eso que encontrará personas que dicen que la entropía siempre aumenta en un sistema aislado. De lo que no se dan cuenta es que para un sistema sin transferencia de calor ni masa, la entropía solo puede aumentar si hay una fuente interna de calor. Desorden (entropía) no se puede aumentar de la nada. (No, no es gracioso).

(Nota: incluso en este momento, se puede derivar el trabajo).

Dado el tiempo suficiente, estas partículas energéticas por colisión eventualmente perderían energía a otras menos energéticas y, finalmente, habría un equilibrio.
(Recuerde que la temperatura de una sustancia es una medida de la energía que poseen las partículas que la forman. Dado que todas las partículas tendrían exactamente la misma energía, no habría gradiente de temperatura / presión para que la energía fluya).
Como no puede haber un flujo de energía, no puede existir ningún proceso que necesite energía. En este punto, el universo está muerto. Muerto porque no pasa nada. Muerte por falta de calor (energía). De ahí el término “muerte por calor del universo”.

El universo todavía tiene toda su energía. Es solo que está distribuido uniformemente.

Y sí, la entropía del universo será máxima en este punto porque no puede desordenarse más.

Realmente no importa cuál sea la temperatura de equilibrio termodinámico absoluto porque para obtener energía de un estado de equilibrio, necesitamos energía.

Bueno, esa es la hipótesis.

La muerte por calor del universo es cuando el universo ha alcanzado un estado de máxima entropía. Esto sucede cuando toda la energía disponible (como una fuente caliente) se ha trasladado a lugares con menos energía (como una fuente más fría). Una vez que esto ha sucedido, no se puede extraer más trabajo del universo. Como el calor deja de fluir, no se puede obtener más trabajo de la transferencia de calor. Este mismo tipo de estado de equilibrio también ocurrirá con todas las demás formas de energía (mecánica, eléctrica, etc.). Dado que no se puede extraer más trabajo del universo en ese momento, está efectivamente muerto, especialmente para los propósitos de la humanidad.

Este concepto es bastante diferente de lo que comúnmente se conoce como ‘muerte fría’. La ‘muerte fría’ es cuando el universo continúa expandiéndose para siempre. Debido a esta expansión, el universo continúa enfriándose. Eventualmente, el universo será demasiado frío para soportar cualquier vida, terminará en un gemido. Lo opuesto a ‘muerte fría’, como puede ver, NO es ‘muerte por calor’, sino en realidad la ‘gran crisis’. La “gran crisis” ocurre cuando el universo tiene suficiente densidad de materia para contraerse sobre sí mismo, y finalmente se reduce a un punto. Este encogimiento hará que la temperatura aumente, resultando en un extremo muy caliente del universo.

La muerte por calor del universo solo ocurrirá si el universo durará una cantidad infinita de tiempo (es decir, no habrá una gran crisis). Ocurrirá porque de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, la cantidad de entropía en un sistema siempre debe aumentar. La cantidad de entropía en un sistema es una medida de cuán desordenado es el sistema: cuanto mayor es la entropía, más desordenado es …

A veces es más fácil imaginarlo si piensas en un experimento en la tierra. Una reacción química solo ocurrirá si resulta en un aumento de la entropía. Imaginemos quemar gasolina. Comenzamos con un líquido que contiene átomos dispuestos en largas cadenas, bastante ordenadas. Cuando lo quemamos, creamos mucho calor, así como vapor de agua y dióxido de carbono. Ambas son pequeñas moléculas gaseosas, por lo que la cantidad de desorden de los átomos en sus moléculas ha aumentado, y la temperatura. de los alrededores también ha aumentado. Ahora pensemos qué significa esto para el universo. Cualquier reacción que tenga lugar dará como resultado que los productos se vuelvan menos ordenados o que se genere calor. Esto significa que en el futuro, cuando se hayan producido todas las reacciones posibles, todo lo que quedará será calor (es decir, radiación electromagnética) y partículas fundamentales. No habrá reacciones posibles, porque el universo habrá alcanzado su máxima entropía. Las únicas reacciones que pueden tener lugar darán lugar a una disminución de la entropía, lo que no es posible, por lo que en efecto el universo habrá muerto.

El siguiente gráfico arrojaría más luz sobre la muerte por calor:

Si necesita saber más en profundidad, lea:

Se cree que el tiempo que percibimos es una consecuencia del aumento de la entropía del universo. Entonces, la entropía es lo que realmente distingue el pasado del futuro.

Ahora, si un universo no se está contrayendo ni expandiendo y está en el mismo estado durante un tiempo suficientemente largo, alcanzará un estado de entropía máxima (equilibrio térmico) y ese será el destino final de ese universo llamado muerte térmica de El universo . En ese universo, no habrá absolutamente ninguna noción del tiempo. No habrá pasado que recordar, ni futuro en el que evolucionar, ni percepción del presente. Esta es una de las razones por las cuales los primeros cosmólogos afirmaron que nuestro universo no podría estar en un estado estable. Sin embargo, esta es una idea clásica. Si incorporamos fluctuaciones mecánicas cuánticas, nunca podremos tener un equilibrio térmico perfecto. Eso es lo que pienso y, por lo tanto, en principio, podría no ser posible que ocurra en un universo real.

Espero que esto ayude.

La idea es que, eventualmente, todo se acabará, y el universo tendrá la misma temperatura. A partir de ese momento, no volverán a ocurrir procesos relacionados con la transferencia de calor. Esto se debe a que el calor fluye de caliente a frío, y ya no habrá más calor ni frío.

ETA: A la gente le gustan las palabras como “entropía”, que no encuentro muy útiles. Hay medidas cuantificadas de esto, pero son muy difíciles de acertar. Aún así, sabe que si coloca un cubito de hielo en un vaso de agua caliente, después de un tiempo, no habrá más hielo ni agua caliente. Solo un poco de agua tibia. La muerte por calor es lo mismo, pero el vidrio es del tamaño del universo.

A continuación se muestra un extracto del manuscrito titulado “Teoría de las singularidades y las partículas espaciales (SP): la estructura fundamental de las partículas subatómicas) que el autor acaba de presentar en la Revista Internacional de Física Teórica (Mahmoud Nafousi). Para obtener la copia completa, envíe un correo electrónico [correo electrónico protegido] .

Debajo está el extracto

2) ¿Cómo comenzó el universo (Genesis Revisited)?

Especulemos que el universo ha comenzado con un Gran Rebote de Partículas Espaciales (SP) altamente comprimidas, Neutrinos (Ve-) y anti-Neutrinos (Ve +) más energía potencial almacenada (la energía utilizada para comprimir estas partículas). La estructura propuesta de cada Partícula Espacial respalda la posibilidad de dividirla en cualquier partícula subatómica y su antipartícula (generación uno en el Modelo Estándar) bajo la ley de conservación de las Singularidades.

Los SP son responsables de la formación instantánea de la matriz de Fabric of Space. Ve-y Ve + son responsables de la formación de todos los asuntos y antimateria. La energía oscura es responsable de todos los tipos de radiaciones electromagnéticas y proporciona energía almacenada esencial para todas las actividades subatómicas.

El despliegue instantáneo de la estructura de la estructura espacial fue un requisito para la creación del universo físico. La creación de la estructura del espacio fue seguida inmediatamente por la descompresión de Ve- y Ve + para comenzar el proceso de creación de los átomos de hidrógeno. El Big Bounce y la formación del tejido del espacio fueron seguidos inmediatamente por la liberación de una gran cantidad de radiaciones electromagnéticas (fotones) y la formación de todas las partículas de Fermion. Las partículas de Fermion, como los quarks y los leptones, son responsables de la creación de los átomos de hidrógeno (polvo cósmico) seguidos de átomos más pesados, lo que a su vez condujo a la formación de galaxias, estrellas y planetas.

Todos los SP compactados, Ve- y Ve + además de la energía potencial almacenada (Energía Oscura) están formados por dos tipos de partículas fundamentales de energía elemental responsables de todo lo que existe en el universo.

La percepción del espacio infinito.

Los fotones y todas las partículas subatómicas no pueden existir fuera del tejido del espacio. Los fotones se mueven continuamente a la velocidad de la luz con la curvatura necesaria para permanecer dentro del tejido del espacio. Esto daría la ilusión de que el espacio es infinito. Tal realidad podría explicar la posible existencia de multiversos en proximidad sin que nunca entren en contacto entre sí, ya que los fotones no pueden saltar su respectivo espacio-tiempo. En otras palabras, todos los fotones y partículas subatómicas para cada universo quedan atrapados dentro de su propio espacio-tiempo.

Entropía

Nuestro experimento de pensamiento “Big Bounce” está respaldado por la conclusión de los físicos actuales de que “Tiempo” avanza porque una propiedad del universo llamada “entropía”. Definición actual aproximada de entropía: “A medida que aumenta el nivel de desorden, un aumento de la entropía después se ha vuelto irreversible “.

Este pensamiento está en línea con nuestras especulaciones. El universo comenzó con SP, Ve-, Ve + y energía potencial almacenada. Una vez que se liberan, el proceso de creación de todas las demás partículas subatómicas comenzó con un nivel creciente de desorden asociado a las diversas etapas de fusión y fisión.

Un estado de equilibrio para un universo perpetuo.

Sin embargo, especulamos que la marcha del orden al desorden alcanzaría un estado de equilibrio a través del papel desempeñado por Dark Matters como aspiradoras cósmicas. Este proceso implica volver a compactar algunos de los SP, con otras partículas subatómicas en forma de Ve- y Ve + para estar listos para los próximos rebotes secundarios. Nuestros experimentos de pensamiento sobre el proceso de compactación continua de partículas subatómicas se explorarán cuando analicemos el colapso de las estrellas masivas de Neutrones en agujeros negros. Como el tejido del universo es finito, la fragmentación de los cuerpos celestes atrapados dentro de él también debería ser finita.

La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía del universo está aumentando y, según la primera ley, la energía del universo es una cantidad conservada o es constante. Dado que la energía es constante y la entropía, la energía que no se puede utilizar para realizar un trabajo útil está aumentando, lo que implica que la energía libre que se puede utilizar para realizar un trabajo útil está disminuyendo y se convertirá en cero en algún momento en el futuro. Puede encontrar una discusión interesante sobre esto en el siguiente [correo electrónico protegido] : //functionspace.org/topic/1…

Sería mejor pensar en ello como “muerte por entropía” o “muerte de equilibrio” en lugar de muerte por calor. Todos los puntos fríos y puntos calientes en el universo se volverán uniformes (no más puntos fríos o calientes). Todo estará en equilibrio (excepto por el hecho de que pueden existir muchos tipos diferentes de partículas, es decir, la tabla periódica de elementos … ¡así que no es completamente uniforme!).

La “muerte por calor” es confusa porque implica que todo estará caliente, pero ¿con qué lo estás comparando? Todo tendrá una temperatura uniforme, por lo que no hace frío ni calor, solo es uniforme.

¿Podemos revertir la muerte por calor del universo? Un optimista dirá “posiblemente” … mientras que un pesimista dirá “la segunda ley de la termodinámica no se romperá, por lo tanto no es posible”.

Cuando el universo alcanza el equilibrio y no quedan más puntos fríos o calientes, solo puede suceder una cosa: el equilibrio puede fluctuar en un no equilibrio temporal … debido a pequeñas violaciones de la segunda ley (la segunda ley es estadística). Estas pequeñas violaciones no serán suficientes para producir vida o algo interesante, serán similares a los destellos aleatorios de un gas donde a veces un gas estará más caliente en un lugar que en otro y más frío en otro, pero es tan microscópico que Es prácticamente irrelevante. Continuará volviendo al equilibrio justo después de que viole temporalmente la segunda ley durante un nano segundo.

La única forma de detener la muerte por calor del universo es inventar la tecnología propuesta por Isaac Asimov en “La última pregunta”. ¿Cómo se puede revertir la entropía? Es poco probable que esta tecnología sea posible, pero podría ser posible.

Como optimista, uno tiene que considerar cuánta información organizada hay en Internet: ¿es esta información más organizada que la luz solar que cae (fotones) que alimenta la Tierra? Como la Tierra es un sistema abierto, la única forma de que la entropía disminuya en la Tierra es que la luz solar se convierta en otras formas de información … Si hay información disponible en la Tierra sobre cómo romper la segunda ley que realmente tiene éxito (improbable), entonces la evolución tiene naturalmente violó la segunda ley al usar alguna máquina para enfriar el universo sin emitir calor. De nuevo muy poco probable, pero posible.

Las violaciones microscópicas de la segunda ley ocurren todo el tiempo, pero las macroscópicas se consideran imposibles. ¿Puede la gran Internet organizada o la inteligencia artificial, encontrar una manera de combatir la entropía y ralentizarla durante mucho tiempo, o incluso revertirla y disminuir la entropía (violación) … Disminuir la entropía no es un problema (Internet (base de datos ordenada) y la vida es baja entropía, lo que ralentiza la entropía total del universo), pero disminuir la entropía a una inversión completa es una violación profunda de las leyes.

Isaac Asimov tuvo las agallas para proponer en su historia La última pregunta que una computadora podría ser capaz de descubrir cómo revertir la entropía … Pero era ciencia ficción. Alguna ciencia ficción se hace realidad más tarde … pero ¿quizás no esta? ¿Pesimista u optimista?

Si las violaciones de la segunda ley no son posibles para detener la muerte por calor del universo, entonces otra solución es robar energía del multiverso u otro universo sin interés y usarla como energía para disminuir la entropía de nuestro universo (haga del universo un sistema abierto , o descubra que el universo puede ser un sistema abierto de alguna manera al robar energía de otras partes fuera de nuestro universo). Esto se debe a que puede disminuir la entropía agregando energía al sistema. Otra opción es que nos transportemos continuamente a otros universos que no están cerca de su muerte por calor. Sin embargo, esto no es tratar la enfermedad, solo se está escapando del problema. Para tratar realmente la enfermedad, uno tendría que violar la segunda ley, lo cual no es posible, pero … posible.

Bueno … La afirmación que has mencionado no es del todo cierta … Déjame aclarar eso primero …

A medida que pasa el tiempo, la entropía en este universo aumenta es cierto … Pero eso no significa que la energía en este universo disminuya … Pero la muerte de este universo es el corazón puede ser una forma elegante de decir la verdad …

Vamos a elaborar esto … La entropía es una cantidad que mide la cantidad de desorden o aleatoriedad en este universo … Es cierto que a medida que pasa el tiempo, la entropía en este universo aumenta continuamente … Entonces, si imaginamos cómo sería el universo en unos pocos miles de millones de años , podemos decir que la cantidad de aleatoriedad sería extremadamente alta … Ahora, la energía térmica es la forma de energía más aleatoria que conocemos … Por lo tanto, esperamos que eventualmente para que la entropía continúe aumentando, toda la materia y otras formas de energía se convertirían calentar … Y ahí es cuando podemos decir que el universo (tal como lo conocemos) estaría muerto …

Salud