Univerzumunk halálának tíz elmélete. Az Univerzum hőhalála: feltételezés vagy elkerülhetetlenség? Az univerzum hőhalála valós időben
A legjelentősebb elmélet arról szól, hogyan kezdődött az Ősrobbanás Univerzum, ahol először minden anyag szingularitásként létezett, egy végtelenül sűrű pontként egy apró térben. Aztán valami miatt felrobbant. Az anyag hihetetlen sebességgel tágult, és végül létrehozta a ma látható Univerzumot.
A Big Crunch, ahogy sejthető, az ősrobbanás ellentéte. Minden, ami az Univerzum szélére szóródott, a gravitáció hatására összenyomódik. Ezen elmélet szerint a gravitáció lelassítja az Ősrobbanás okozta tágulást, és végül minden visszatér ugyanarra a pontra.
- Az Univerzum elkerülhetetlen hőhalála.
Gondolj a hőhalálra a Big Crunch pont ellentéteként. Ebben az esetben a gravitáció nem elég erős ahhoz, hogy legyőzze a tágulást, mivel az Univerzum egyszerűen exponenciálisan tágul. A galaxisok távolodnak egymástól, mint a csillagok által keresztezett szerelmesek, és egyre szélesebbé válik a köztük lévő mindent elborító éjszaka.
Az univerzum ugyanazokat a szabályokat követi, mint bármely termodinamikai rendszer, ami végső soron ahhoz vezet, hogy a hő egyenletesen oszlik el az univerzumban. Végül az egész Univerzum elsötétül.
- A fekete lyukak hőhalála.
Egy népszerű elmélet szerint az univerzumban a legtöbb anyag a fekete lyukak körül forog. Csak nézze meg azokat a galaxisokat, amelyek középpontjában szupermasszív fekete lyukak vannak. A fekete lyuk-elmélet nagy része magában foglalja a csillagok vagy akár egész galaxisok elfogyasztását, amint azok a lyuk eseményhorizontjába esnek.
Végül ezek a fekete lyukak felemésztik az anyag nagy részét, és egy sötét univerzumban maradunk.
- Az idő vége.
Ha valami örök, akkor mindenképpen itt az ideje. Akár van Univerzum, akár nincs, az idő még mindig telik. Különben nem lehetne megkülönböztetni egyik pillanatot a másiktól. De mi van akkor, ha az idő elvész, és csak áll? Mi van, ha nincs több esély? Pont ugyanabban a pillanatban. Örökké.
Tegyük fel, hogy egy olyan Univerzumban élünk, amelyben az idő soha nem ér véget. Végtelen idő alatt mindennek, ami megtörténhet, 100 százalékos a valószínűsége, hogy megtörténik. A paradoxon meg fog történni, ha örök életed van. Határtalanul élsz, tehát minden, ami garantáltan megtörténik (és meg fog történni végtelen sokszor). A leállási idő is előfordulhat.
- Nagy Összecsapás.
A Big Crash hasonló a Big Crunch-hez, de sokkal optimistább. Képzelje el ugyanazt a forgatókönyvet: a gravitáció lelassítja az Univerzum tágulását, és minden visszahúzódik egy pontra. Ebben az elméletben ennek a gyors összehúzódásnak az ereje elegendő egy újabb ősrobbanáshoz, és az Univerzum újra kezdődik.
A fizikusok nem szeretik ezt a magyarázatot, ezért egyes tudósok azzal érvelnek, hogy az univerzum talán nem tér vissza egészen a szingularitásig. Ehelyett nagyon szorosan összenyomódik, majd olyan erővel tolja vissza, mint amilyen erővel löki a labdát, amikor a padlóra üti.
- Big Rip.
Függetlenül attól, hogy a világ hogyan végződik, a tudósok még nem érzik szükségét annak, hogy a (borzasztóan alábecsült) „nagy” szót használják a leírására. Ebben az elméletben a láthatatlan erőt " sötét energia", az Univerzum tágulásának felgyorsulását okozza, amit megfigyelünk. Végül a sebesség annyira megnő, hogy az anyag elkezd apró részecskékre bomlani. De van olyan is napos oldal erre az elméletre legalább a Big Rip-re még 16 milliárd évet kell várni.
- Vákuumos metastabilitás hatása.
Ez az elmélet azon az elképzelésen múlik, hogy a létező univerzum rendkívül instabil állapotban van. Ha megnézzük a kvantumfizikai részecskék értékeit, akkor feltehetjük, hogy Univerzumunk a stabilitás határán van.
Egyes tudósok szerint több milliárd év múlva az Univerzum a pusztulás szélén áll. Amikor ez megtörténik, az Univerzum egy pontján egy buborék jelenik meg. Tekints rá úgy, mint egy alternatív univerzumra. Ez a buborék fénysebességgel minden irányba kitágul, és mindent elpusztít, amihez hozzáér. Végül ez a buborék mindent elpusztít az univerzumban.
- Ideiglenes akadály.
Mivel a fizika törvényeinek nincs értelme egy végtelen multiverzumban, a modell megértésének egyetlen módja az, ha feltételezzük, hogy ha bárminek is van valódi határa, fizikai határa az univerzumnak, és semmi sem léphet túl rajta. És a fizika törvényeinek megfelelően a következő 3,7 milliárd évben átlépjük az időkorlátot, és az Univerzum véget ér számunkra.
- Ez nem fog megtörténni (mert multiverzumban élünk).
A többverzumú forgatókönyv szerint, végtelen Univerzumokkal, ezek az univerzumok létező világegyetemekbe vagy abból kiléphetnek. Előfordulhatnak ősrobbanásból, megsemmisíthetik őket nagy robbanások vagy szakadások, de ez nem számít, hiszen mindig több új Univerzum lesz, mint elpusztult.
- Örök Univerzum.
Ó, az ősi gondolat, hogy az Univerzum mindig is volt és mindig is lesz. Ez az egyik első elképzelés, amit az emberek alkottak az univerzum természetéről, de van egy új csavar az elméletben, ami kicsit érdekesebben hangzik, nos, komolyan.
A szingularitás és az ősrobbanás helyett, amely magát az időt indította el, az idő már korábban is létezhetett volna. Ebben a modellben az Univerzum ciklikus, és örökre tágulni és összehúzódni fog.
A következő 20 évben nagyobb biztonsággal meg tudjuk majd mondani, hogy ezen elméletek közül melyik felel meg leginkább a valóságnak. És talán meg fogjuk találni a választ arra a kérdésre, hogyan kezdődött az Univerzumunk, és hogyan fog végződni.
> Hőhalál
Fedezd fel az Univerzum termikus halálának hipotézise. Olvassa el a hőhalál fogalmát és elméletét, az Univerzum entrópiájának szerepét, termodinamikai egyensúlyt, hőmérsékletet.
Az univerzális entrópia folyamatosan növekszik. Célja a termodinamikai egyensúly megteremtése, ami ahhoz vezet hőhalál.
Tanulási cél
- Tekintsük azokat a folyamatokat, amelyek az Univerzum termikus halálának problémájához vezetnek.
Főbb pontok
- A korai Univerzumban minden anyag és energia könnyen helyettesíthető és azonos természetű volt.
- Az entrópia növekedésével egyre kevesebb energia állt rendelkezésre a munkához.
- Az Univerzum hajlamos a termodinamikai egyensúlyra - a maximális entrópiára. Ez a hőhalál és a tevékenység vége mindennek.
Feltételek
- Az aszteroida természetes szilárd test, kisebb, mint egy bolygó, és nem üstökösként működik.
- Az entrópia az egyenletes energia eloszlásának mértéke egy rendszerben.
- Geotermikus – a mély földi tározókból származó hőenergiára utal.
A korai Univerzumban az anyag és az energia természetükben azonosak voltak, és könnyen helyettesíthetők. Természetesen a gravitáció számos folyamatban nagy szerepet játszott. Kaotikusnak tűnt, de minden jövőbeli egyetemes energiát felkínáltak a munkára.
A tér fejlődött és hőmérsékleti különbségek keletkeztek, ami több lehetőséget teremtett a munkavégzésre. A csillagok forróbbak, mint a bolygók, amelyek melegebbek, mint az aszteroidák, amelyek melegebbek a vákuumnál. Sokan lehűlnek az erőszakos beavatkozás miatt (atomrobbanás a csillagok közelében, vulkáni tevékenység a Föld közelében stb.). Ha nem kapnak plusz energiát, a napjaik meg vannak számlálva. Az alábbiakban az Univerzum térképe látható.
Ez egy nagyon fiatal univerzum, amelynek hőmérséklet-ingadozásai (színekkel kiemelve) megfelelnek a galaxisokká alakuló szemcséknek
Minél magasabb lett az entrópia, annál kevesebb energiát fordítanak a munkára. A Föld nagy energiatartalékokkal rendelkezik (fosszilis és nukleáris üzemanyagok), hatalmas különbségek hőmérsékletek (szélenergia), a földrétegek hőmérsékleti szintkülönbségéből adódó geotermikus energia és a víz árapály-energiája. De az energiájuk egy része soha nem megy a munkára. Ennek eredményeként minden típusú üzemanyag elfogy, és a hőmérséklet kiegyenlítődik.
Az Univerzumot zárt rendszerként érzékeljük, ezért a térbeli entrópia mindig növekszik, és a munkához rendelkezésre álló energia mennyisége csökken. A végén, amikor az összes csillag felrobban, minden formát felhasználnak helyzeti energia, és a hőmérséklet kiegyenlítődik, a munka egyszerűen lehetetlenné válik.
Univerzumunk hajlamos a termodinamikai egyensúlyra (maximális entrópia). Ezt a forgatókönyvet gyakran hőhalálnak nevezik – minden tevékenység leállításának. De a tér tovább tágul, és a vég még mindig túl messze van. A fekete lyukakra vonatkozó számítások segítségével kiderült, hogy az entrópia még 10 100 évig fennmarad.
Az Univerzum hőhalála (Az Univerzum "termikus halála")
azt a téves következtetést, hogy az Univerzumban minden energiának végső soron hőmozgási energiává kell alakulnia, amely egyenletesen oszlik el az Univerzum anyagában, ami után minden makroszkopikus folyamat megszűnik benne. Ezt a következtetést R. Clausius (1865) fogalmazta meg a termodinamika második főtétele alapján (lásd a termodinamika második főtételét). A második törvény szerint minden olyan fizikai rendszer, amely nem cserél energiát más rendszerekkel (az Univerzum egésze számára nyilvánvalóan kizárt az ilyen csere), a legvalószínűbb egyensúlyi állapotba – az úgynevezett maximális entrópiájú állapotba – hajlik (lásd Entrópia). . Egy ilyen állapot megfelelne a „T. Val vel." B. Még a modern kozmológia megalkotása előtt (lásd: Kozmológia) számos kísérlet történt a „T”-re vonatkozó következtetés megcáfolására. Val vel." B. A leghíresebb közülük L. Boltzmann (1872) fluktuációs hipotézise, amely szerint az Univerzum örökké egyensúlyi izoterm állapotban volt, de a véletlen törvénye szerint ettől az állapottól néha egy helyen eltérések fordulnak elő. vagy egy másik; ritkábban fordulnak elő, minél nagyobb a lefedett terület és annál nagyobb az eltérés mértéke. A modern kozmológia megállapította, hogy nemcsak a „T. Val vel." V., de a cáfolat korai próbálkozásai is tévesek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a jelentős fizikai tényezőket, és mindenekelőtt a gravitációt nem vették figyelembe .
A gravitációt figyelembe véve az anyag egyenletes izoterm eloszlása egyáltalán nem a legvalószínűbb, és nem felel meg a maximális entrópiának. A megfigyelések azt mutatják, hogy az Univerzum élesen nem stacioner. Kitágul, és az anyag, amely a tágulás kezdetén szinte homogén volt, ezt követően a gravitációs erők hatására egyedi objektumokká bomlik fel, és galaxisok, galaxisok, csillagok, bolygók halmazai jönnek létre. Mindezek a folyamatok természetesek, az entrópia növekedésével fordulnak elő, és nem igénylik a termodinamika törvényeinek megsértését. A gravitációt figyelembe véve még a jövőben sem vezetnek az Univerzum homogén izoterm állapotához - a „T”-hez. Val vel." B. Az Univerzum mindig nem statikus és folyamatosan fejlődik. Megvilágított.: Zeldovich Ya. B., Novikov I. D., Az Univerzum szerkezete és evolúciója, M., 1975. I. D. Novikov.
Nagy Szovjet Enciklopédia. - M.: Szovjet Enciklopédia. 1969-1978 .
Nézze meg, mi a „Thermal death of the Universe” más szótárakban:
R. Clausius (1865) hipotézise a termodinamika második főtételének az egész Univerzumra való extrapolációjaként. Clausius szerint a világ energiája állandó, a világ entrópiája a maximumra hajlik. Vagyis az Univerzumnak olyan állapotba kell jutnia... ... Fizikai enciklopédia
AZ Univerzum termikus halála- egy téves következtetés a XIX. a termodinamika második főtétele alapján (lásd), hogy az Univerzumban minden energiafajtának végső soron hőmozgási energiává kell alakulnia, amely egyenletesen oszlik el az Univerzum anyagában, miután... ... Nagy Politechnikai Enciklopédia
William Thomson – 1852-ben terjesztette elő a TSV hipotézisét. A termikus halál olyan kifejezés, amely leírja bármely zárt termodinamikai végállapotot ... Wikipédia
William Thomson – 1852-ben fedezte fel a TSV-t. A hőhalál kifejezés bármely zárt termodinamikai rendszer, és különösen az Univerzum végső állapotát írja le. Ebben az esetben nem figyelhető meg irányított energiacsere, mivel minden... ... Wikipédia
Hipotetikus a világ állapota, amelyhez fejlődésének állítólag el kell vezetnie az összes energiafajta hővé való átalakulása és az utóbbiak térbeli egyenletes eloszlása következtében; ebben az esetben az Univerzumnak a homogenitás állapotába kell jutnia... ... Filozófiai Enciklopédia
"Az Univerzum hőhalála"- egy téves következtetés, miszerint az Univerzumban lévő összes energiának végső soron hőmozgási energiává kell alakulnia, amely egyenletesen oszlik el az Univerzum anyagában, ami után minden makroszkopikus folyamat megszűnik benne. Ez a következtetés... A modern természettudomány fogalmai. Alapfogalmak szószedete
Téves következtetés, hogy az Univerzumban minden energiatípusnak végső soron hőmozgási energiává kell alakulnia, amely végül egyenletesen oszlik el az Univerzumban, ami után minden makroszkopikus energia megszűnik benne. folyamatokat. Ez a következtetés az volt... Fizikai enciklopédia
Big Crunch forgatókönyv Az Univerzum jövője a fizikai kozmológia keretein belül megfontolt kérdés. Különféle tudományos elméletek sokakat megjósoltak lehetséges opciók a jövő, amelyek között mind a pusztításról, mind a ... ... Wikipédiáról vannak vélemények
Ennek a kifejezésnek más jelentése is van, lásd: Világvége (jelentések). Az emberiség halála, ahogyan azt a művész elképzelte (lásd még... Wikipédia
A kozmológiában a Big Crunch az Univerzum jövőjének egyik lehetséges forgatókönyve, amelyben az Univerzum tágulása idővel kompresszióvá változik, és az Univerzum összeomlik, végül szingularitássá omlik össze. Áttekintés... Wikipédia
Könyvek
- Worlds of Cthulhu, Lovecraft Howard Phillips. Lovecraft prózája az egzisztenciális válsághelyzetben lévő ember belső világának ideális tükre: a tér hideg és közömbös, az élet véges, szavakban és tettekben nincs magasabb rendű...
(HA AZ OLVASÓKAT ÉRDEKLI EZ A SZÖVEG, ÉS A TÁBLÁZATOK ÉS A KÉPLETEK NEM ELÉGEK - KÉRJÜK, KÉRJÜK EZZEL - A MUNKÁT EGÉSZÉBEN LÁBJEGYZETEKVEL, ÁBRÁKKAL ÉS TÁBLÁZATOKKAL KÜLDÖM)
Bevezetés
Az Univerzum termikus halála (T.S.V.) arra a következtetésre jut, hogy az Univerzumban lévő összes energiának végül hőmozgási energiává kell alakulnia, amely egyenletesen oszlik el az Univerzum anyagában, majd minden makroszkopikus folyamat megszűnik benne. .
Ezt a következtetést R. Clausius (1865) fogalmazta meg a termodinamika második főtétele alapján. A második törvény szerint minden olyan fizikai rendszer, amely nem cserél energiát más rendszerekkel (az Univerzum egészére nézve az ilyen csere nyilvánvalóan kizárt), a legvalószínűbb egyensúlyi állapotba – az úgynevezett maximális entrópiájú állapotba – hajlik.
Egy ilyen állapot megfelelne a T.S.V. Már a modern kozmológia megalkotása előtt is számos kísérlet történt a T.S.V.-re vonatkozó következtetés megcáfolására. A leghíresebb közülük L. Boltzmann (1872) fluktuációs hipotézise, mely szerint az Univerzum örökké egyensúlyi izotermikus állapotban volt, de a véletlen törvénye szerint ettől az állapottól néha előfordulnak eltérések egyik vagy másik helyen. ; ritkábban fordulnak elő, minél nagyobb a lefedett terület és annál nagyobb az eltérés mértéke.
A modern kozmológia megállapította, hogy nemcsak a T.S.V.-re vonatkozó következtetés téves, hanem a cáfolat korai próbálkozásai is tévesek. Ez annak köszönhető, hogy a jelentős fizikai tényezőket és mindenekelőtt a gravitációt nem vették figyelembe. A gravitációt figyelembe véve az anyag egyenletes izoterm eloszlása egyáltalán nem a legvalószínűbb, és nem felel meg a maximális entrópiának.
A megfigyelések azt mutatják, hogy az Univerzum élesen nem stacioner. Kitágul, és az anyag, amely a tágulás kezdetén szinte homogén volt, ezt követően a gravitációs erők hatására egyedi objektumokká bomlik fel, és galaxisok, galaxisok, csillagok, bolygók halmazai jönnek létre. Mindezek a folyamatok természetesek, az entrópia növekedésével fordulnak elő, és nem igénylik a termodinamika törvényeinek megsértését. Még a jövőben sem, a gravitációt figyelembe véve, nem vezetnek az Univerzum homogén izoterm állapotához - a T.S.V. Az Univerzum mindig nem statikus és folyamatosan fejlődik.
A 19. század második felében megfogalmazott termodinamikai paradoxon a kozmológiában azóta is folyamatosan izgatja a tudományos közösséget. A tény az, hogy a világ tudományos képének legmélyebb struktúráit érintette. Bár számos kísérlet ennek a paradoxonnak a feloldására mindig csak részsikerekhez vezetett, új, nem triviális fizikai ötletek, modellek és elméletek születtek. A termodinamikai paradoxon az új tudományos ismeretek kimeríthetetlen forrása. Tudományos fejlődése ugyanakkor számos előítéletbe és teljesen helytelen értelmezésbe bonyolódott.
Új szemszögből kell nézni ennek a látszólag meglehetősen jól tanulmányozott problémának, amely a késő klasszikus tudományban szokatlan jelentést kap.
1. Az Univerzum hőhalálának ötlete
1.1 A T.S.V. ötletének megjelenése
Az Univerzum termikus halálának veszélye, mint korábban mondtuk, a XIX. század közepén fejeződött ki. Thomson és Clausius, amikor megfogalmazták az entrópia növekedésének törvényét az irreverzibilis folyamatokban. A hőhalál az anyag és az energia olyan állapota az Univerzumban, amikor az őket jellemző paraméterek gradiensei eltűntek."
Az irreverzibilitás elvének, az entrópia növelésének elvének kidolgozása abból állt, hogy ezt az elvet kiterjesztették az Univerzum egészére, amit Clausius tett meg.
Tehát a második törvény szerint minden fizikai folyamat a melegebb testektől a kevésbé forrók felé történő hőátadás irányába megy végbe, ami azt jelenti, hogy az Univerzumban lassan, de biztosan zajlik a hőmérséklet-kiegyenlítés folyamata. Következésképpen a jövőben a hőmérsékleti különbségek várhatóan megszűnnek, és a világ összes energiája hővé alakul, egyenletesen elosztva az Univerzumban. Clausius következtetése a következő volt:
1. A világ energiája állandó
2. A világ entrópiája a maximumra hajlik.
Az Univerzum termikus halála tehát minden fizikai folyamat teljes leállását jelenti az Univerzum maximális entrópiájú egyensúlyi állapotba való átmenete miatt.
Boltzmann, aki felfedezte az S entrópia és a P statisztikai súly közötti összefüggést, úgy vélte, hogy az Univerzum jelenlegi inhomogén állapota óriási fluktuáció*, bár előfordulásának valószínűsége elhanyagolhatóan kicsi. Boltzmann kortársai nem ismerték fel nézeteit, ami súlyos kritikához vezetett munkásságával kapcsolatban, és nyilvánvalóan Boltzmann 1906-os betegségéhez és öngyilkosságához vezetett.
Áttérve az Univerzum termikus halála gondolatának eredeti megfogalmazásaira, láthatjuk, hogy ezek nem teljesen felelnek meg a jól ismert értelmezéseiknek, amelyek prizmáján keresztül ezeket a megfogalmazásokat általában érzékeljük. Szokás a hőhalál elméletéről vagy W. Thomson és R. Clausius termodinamikai paradoxonáról beszélni.
De egyrészt ezeknek a szerzőknek a gondolatai nem mindenben esnek egybe, másrészt az alábbiakban közölt állítások sem elméletet, sem paradoxont nem tartalmaznak.
V. Thomson, a természetben megnyilvánuló általános disszipációs tendenciát elemezve mechanikus energia, nem terjesztette ki a világ egészére. Az entrópia növelésének elvét csak a természetben előforduló nagy léptékű folyamatokra extrapolálta.
Éppen ellenkezőleg, Clausius javasolta ennek az elvnek az extrapolációját kifejezetten az Univerzum egészére, amely számára átfogó fizikai rendszerként működött. Clausius szerint „az Univerzum általános állapotának egyre jobban meg kell változnia” a növekvő entrópia elve által meghatározott irányba, ezért ennek az állapotnak folyamatosan közelítenie kell egy bizonyos határállapotot. A termodinamika 2. törvénye. Talán Newton volt az első, aki azonosította a termodinamikai aspektust a kozmológiában. Ő volt az, aki észrevette a „súrlódás” hatását az Univerzum óraszerkezetében - ez a tendencia a 19. század közepén. entrópia növekedésnek nevezzük. Newton kora szellemében az Úristent hívta segítségül. Sir Isaac megbízta, hogy figyelje ezen „órák” tekercselését és javítását.
A kozmológia keretein belül a termodinamikai paradoxont a 19. század közepén ismerték fel. A paradoxonról folytatott vita számos, tágabb tudományos jelentőségű briliáns ötletet szült (L. Boltzmann életantientrópiájának „Schrodinger” magyarázata; fluktuációk bevezetése a termodinamikába, aminek alapvető következményei a fizikában nem jelentkeztek mégis kimerült; grandiózus kozmológiai fluktuációs hipotézise, amely túlmutat azon a fogalmi kereteken, amelyekkel a fizika még nem állt elő az Univerzum „hőhalálának” problémájában; a Második Alapelv mély és innovatív, de történelmileg korlátozott fluktuációs értelmezése .
1.2 Egy pillantás a T.S.V. századból
A tudomány jelenlegi állása sem egyezik az Univerzum termikus halálának feltételezésével.
Először is, ez a következtetés egy elszigetelt rendszerre vonatkozik, és nem világos, hogy az Univerzumot miért lehet ilyen rendszernek minősíteni.
Az Univerzumban van egy gravitációs mező, amelyet Boltzmann nem vett figyelembe, és ez a felelős a csillagok és galaxisok megjelenéséért: a gravitációs erők a káoszból szerkezetek kialakulásához vezethetnek, és a kozmikus porból csillagokat szülhetnek .
A termodinamika továbbfejlődése és ezzel együtt a T.S.V. gondolata is érdekes, a 19. század folyamán megfogalmazódtak az izolált rendszerek termodinamikájának alapelvei (kezdetei). A 20. század első felében a termodinamika főleg nem mélységben, hanem szélességben fejlődött, különböző szakaszai keletkeztek: műszaki, kémiai, fizikai, biológiai stb. Csak a negyvenes években jelent meg az egyensúlyi pont közelében működő nyitott rendszerek termodinamikájával kapcsolatos munka, a nyolcvanas években pedig a szinergetika. Ez utóbbi az egyensúlyi ponttól távol eső nyitott rendszerek termodinamikájaként értelmezhető.
Tehát a modern természettudomány elutasítja a „hőhalál” fogalmát, ahogy azt az Univerzum egészére alkalmazzák. A tény az, hogy Clausius a következő extrapolációkhoz folyamodott érvelésében:
1. Az Univerzumot zárt rendszernek tekintjük.
2. A világ evolúciója állapotainak változásaként írható le.
A világ egésze számára, maximális entrópiával, ez logikus, mint minden véges rendszer esetében.
De önmagukban ezeknek az extrapolációknak az érvényessége nagyon kétséges, bár a velük kapcsolatos problémák nehézségekbe ütköznek a modern fizikai tudomány számára.
2. A növekvő entrópia törvénye
2.1 A növekvő entrópia törvényének levezetése
Alkalmazzuk a Clausius-egyenlőtlenséget az 1. ábrán látható irreverzibilis körkörös termodinamikai folyamat leírására.
Rizs. 1.
Irreverzibilis, körkörös termodinamikai folyamat
Legyen a folyamat visszafordíthatatlan, a folyamat pedig visszafordítható. Ekkor a Clausius-egyenlőtlenség ebben az esetben az (1) alakot veszi fel.
Mivel a folyamat reverzibilis, használhatjuk a relációt, amely megadja
Ha ezt a képletet az (1) egyenlőtlenséggel helyettesítjük, megkapjuk a (2) kifejezést.
Az (1) és (2) kifejezések összehasonlítása lehetővé teszi a következő (3) egyenlőtlenség felírását, amelyben az egyenlőségjel akkor fordul elő, ha a folyamat megfordítható, és az előjel nagyobb, ha a folyamat irreverzibilis.
A (3) egyenlőtlenség felírható differenciál alakban is (4)
Ha egy adiabatikusan izolált termodinamikai rendszert veszünk figyelembe, akkor a (4) kifejezés a vagy integrál alakot veszi fel.
A kapott egyenlőtlenségek a növekvő entrópia törvényét fejezik ki, amely a következőképpen fogalmazható meg:
2.2 Az entrópia lehetősége az Univerzumban
Adiabtikusan izolált termodinamikai rendszerben az entrópia nem csökkenhet: vagy megmarad, ha csak reverzibilis folyamatok fordulnak elő a rendszerben, vagy növekszik, ha legalább egy irreverzibilis folyamat végbemegy a rendszerben.
Az írott nyilatkozat a termodinamika második főtételének egy másik megfogalmazása.
Így egy izolált termodinamikai rendszer a maximális entrópiaértékre törekszik, amelynél a termodinamikai egyensúlyi állapot létrejön.
Meg kell jegyezni, hogy ha a rendszer nem elszigetelt, akkor az entrópia csökkenése lehetséges. Ilyen rendszer például egy közönséges hűtőszekrény, amelynek belsejében az entrópia csökkenése lehetséges. De az ilyen nyílt rendszerek esetében az entrópia lokális csökkenését mindig a környezet entrópiájának növekedése kompenzálja, amely meghaladja a helyi csökkenést.
A növekvő entrópia törvénye közvetlenül kapcsolódik a Thomson (Lord Kelvin) által 1852-ben megfogalmazott paradoxonhoz, amelyet az Univerzum termikus halálának hipotézisének nevezett. Ennek a hipotézisnek a részletes elemzését Clausius végezte el, aki jogosnak tartotta a növekvő entrópia törvényének az egész Univerzumra való kiterjesztését. Valóban, ha az Univerzumot adiabatikusan izolált termodinamikai rendszernek tekintjük, akkor végtelen korát figyelembe véve, a növekvő entrópia törvénye alapján megállapíthatjuk, hogy elérte az entrópia maximumát, vagyis a termodinamikai állapotot. egyensúlyi. De ez nem figyelhető meg a minket körülvevő Univerzumban.
3. Az Univerzum termikus halála a világ tudományos képében
3.1 Termodinamikai paradoxon
A 19. század második felében megfogalmazott termodinamikai paradoxon a kozmológiában azóta is folyamatosan izgatja a tudományos közösséget. A tény az, hogy a világ tudományos képének legmélyebb struktúráit érintette.
Bár számos kísérlet ennek a paradoxonnak a feloldására mindig csak részsikerekhez vezetett, új, nem triviális fizikai ötletek, modellek és elméletek születtek. A termodinamikai paradoxon az új tudományos ismeretek kimeríthetetlen forrása. Tudományos fejlődése ugyanakkor számos előítéletbe és teljesen helytelen értelmezésbe bonyolódott. Új pillantásra van szükség ennek a látszólag meglehetősen jól tanulmányozott problémának, amely a poszt-nem-klasszikus tudományban rendhagyó értelmet nyer.
A poszt-nem-klasszikus tudomány, mindenekelőtt az önszerveződés elmélete, lényegesen más módon oldja meg a természetben zajló termodinamikai folyamatok irányának problémáját, mint a klasszikus vagy a nem klasszikus tudomány; ez kifejezésre jut a modern tudományos világképben (SPM).
Hogyan jelent meg valójában a termodinamikai paradoxon a kozmológiában? Nem nehéz belátni, hogy valójában Thomson és Clausius ellenfelei fogalmazták meg, akik ellentmondást láttak az Univerzum termikus halálának eszméje és a materializmus alapelvei között a világ térben és időben való végtelenségéről. . A termodinamikai paradoxon megfogalmazásai, amelyeket különböző szerzőknél találunk, rendkívül hasonlóak és szinte teljesen egybeesnek. „Ha az entrópia tan helyes lenne, akkor a világ általa feltételezett „végének” is meg kell felelnie a „kezdetnek”, az entrópia minimumának”, amikor a legnagyobb lenne a hőmérséklet-különbség az Univerzum elszigetelt részei között.
Mi a vizsgált paradoxon episztemológiai természete? Valójában valamennyi idézett szerző filozófiai és világnézeti jelleget tulajdonít neki. De valójában itt a tudás két szintje keveredik, amelyeket modern szemszögünkből meg kell különböztetni. A kiindulópont végül is egy termodinamikai paradoxon megjelenése volt az NCM szintjén, amelynél Clausius végrehajtotta az entrópiaelv növekedésének az Univerzumra való extrapolációját. A paradoxon ellentmondásként hatott Clausius következtetése és a világ időbeli végtelenségének elve között, Newton kozmológiája szerint. Ugyanezen a tudásszinten más kozmológiai paradoxonok is felmerültek - fotometriai és gravitációs, és ismeretelméleti jellegük nagyon hasonló volt.
„Valójában az Univerzum hőhalála, még ha valami távoli jövőben, akár több milliárd vagy tízmilliárd év múlva következne be, továbbra is korlátozza az emberi fejlődés „időskáláját”.
3.2 Termodinamikai paradoxon a relativisztikus kozmológiai modellekben
Új színpad a kozmológiai termodinamikai paradoxon elemzése már a nem klasszikus tudományhoz kapcsolódik. A huszadik század 30-60-as éveit fedi le. Legspecifikusabb jellemzője az A.A. elméletének fogalmi keretein belüli átmenet az Univerzum termodinamikájának fejlődésére. Friedman. Mind a Clausius-elv modernizált változata, mind új modell Tolman, amelyben az Univerzum visszafordíthatatlan fejlődése lehetséges az entrópia maximumának elérése nélkül. Tolman modellje végül elfogadásra került a tudományos közösség körében, bár nem adott választ a „kemény” kérdésekre. De ezzel párhuzamosan kialakult egy kvázi klasszikus „entrópiaellenes megközelítés” is, amelynek egyetlen célja a Clausius-elv bármi áron történő megcáfolása volt, és a kezdeti absztrakció egy végtelen és „örök fiatal” képe volt, mint Ciolkovszkij. fogalmazd meg, Univerzum. E megközelítés alapján számos, mondhatni „hibrid” sémát és modellt fejlesztettek ki, amelyeket nemcsak a régi és új elképzelések meglehetősen mesterséges kombinációja jellemez az Univerzum termodinamikájának területén, hanem az alapokat is. klasszikus és nem klasszikus tudomány.
„A 30-as és 40-es években az Univerzum termikus halálának gondolata továbbra is a legnagyobb hatást élvezte a relativisztikus kozmológia hívei között. A Clausius-elv energikus támogatói voltak például A. Eddington és J. Jeans, akik többször is szót emeltek a probléma fizikai jelentéséről és „emberi dimenziójáról”. Clausius konklúzióját ők fordították át a nem klasszikus világképbe, és bizonyos tekintetben ehhez igazították.”
Először is, az extrapoláció tárgya – az Univerzum egésze – megváltozott.
Az 1950-es években nagy visszhangot (és ismételt idézéseket) váltott ki a K. P. között az Univerzum termodinamikájának problémáiról folytatott, mára már szinte feledésbe merült vita. Sztanyukovics és I.R. Plotkin. Mindketten a Boltzmann-univerzumhoz hasonló Univerzum-modell statisztikai-termodinamikai tulajdonságait veszik figyelembe, pl. egybeesnek a vizsgált tárgyhoz képest. Emellett mindketten úgy vélték, hogy az Univerzum termodinamikájának problémái az általános relativitáselmélettől függetlenül elemezhetők, ami nem vezetett be új tartalmat a növekvő entrópia törvényébe.
De a fenti Boltzmann hipotézis „leküzdésére” tett kísérletei mellett ennek a hipotézisnek a modernizált változatait is kidolgozták. Közülük a leghíresebb a Ya.P. Terletsky.
A kozmológiai termodinamikai paradoxon megoldására szolgáló hibrid sémák és modellek az 50-es, 60-as években igen jelentős érdeklődést váltottak ki, főleg hazánkban. Szóba került az egyik kozmogóniával foglalkozó találkozón (Moszkva, 1957), az einsteini relativitáselmélet filozófiai problémáit és a relativisztikus kozmológiát tárgyaló szimpóziumokon (Kijev, 1964, 1966) stb., de később egyre ritkább lett a rájuk való hivatkozás. . Ez nagymértékben a relativisztikus kozmológia és a nemlineáris termodinamika által elért eltolódásoknak köszönhető ennek a problémakörnek a megoldásában.
3.3 Termodinamikai paradoxon a kozmológiában és a poszt-nemklasszikus világképben
Az Univerzum termodinamikai problémájának fejlődése a 80-as években kezdett minőségileg új vonásokat szerezni. Az Univerzum nem-klasszikus alapok keretein belüli tanulmányozása mellett ezen a területen is kialakul egy olyan megközelítés, amely megfelel a „poszt-nem-klasszikus” tudomány sajátosságainak.
Például a szinergetika, különösen a disszipatív struktúrák elmélete lehetővé teszi számunkra, hogy a nem klasszikus tudományban lehetségesnél mélyebben megértsük Univerzumunk, mint önszerveződő, önfejlesztő rendszer sajátosságait.
A poszt-nem-klasszikus tudomány lehetővé teszi, hogy számos új pontot vezessünk be az Univerzum egészének termodinamikai problémáinak elemzésébe. De ezt a kérdést eddig csak a legáltalánosabb keretek között tárgyalták. A poszt-nem-klasszikus tudomány lehetővé teszi, hogy számos új pontot vezessünk be az Univerzum egészének termodinamikai problémáinak elemzésébe. De ezt a kérdést eddig csak a legáltalánosabb keretek között tárgyalták.
A nem egyensúlyi folyamatok statisztikai elméletén alapuló megközelítés fő célját I. Prigogine így fogalmazta meg: „... egy zárt Univerzumtól távolodunk el, amelyben minden adott, egy új, ingadozásokra nyitott Univerzum felé haladunk, képes valami újat szülni." Próbáljuk megérteni ezt az állítást azon kozmológiai alternatívák elemzésével összefüggésben, amelyeket M.P. Bronstein.
1. I. Prigogine elmélete kombinálva a modern fejlesztés A kozmológia láthatóan inkább összeegyeztethető azzal, hogy az Univerzum egy termodinamikailag nyitott nem egyensúlyi rendszer, amely a fizikai vákuum óriási ingadozása következtében jött létre. Így ebben a tekintetben a poszt-nem-klasszikus tudomány eltér a hagyományos nézőponttól, amelyet M.P. Bronstein. Ezen túlmenően, amikor az Univerzum egészének viselkedését elemezzük a modern tudományban, láthatóan el kell vetnünk azt, amit Prigogine a „klasszikus tudomány vezérmítoszának” nevezett – a jövő „korlátlan kiszámíthatóságának” elvét. A nemlineáris disszipatív struktúrák esetében ennek az az oka, hogy figyelembe kell venni a természetre gyakorolt hatásunk által okozott „korlátokat”.
A nem egyensúlyi rendszerek statisztikai elméletének extrapolációján alapuló, az Univerzum egészének termodinamikájára vonatkozó ismereteink sem hagyhatják figyelmen kívül a megfigyelő szerepének közvetlen vagy közvetett figyelembevételét.
2. I. Prigogine elmélete teljesen új módon veti fel a kozmológiában a törvényszerűségek és kezdeti feltételek problémáját, kiküszöbölve a dinamika és a termodinamika közötti ellentmondásokat. Ennek az elméletnek a szemszögéből kiderül, hogy az Univerzum, ahogyan M. P. hitte. Bronstein, engedelmeskedhet a múlthoz és a jövőhöz képest aszimmetrikus törvényeknek – ami egyáltalán nem mond ellent az entrópia növelése elvének alapvető természetének, kozmológiai extrapolálhatóságának.
3. Prigogine elmélete - jó összhangban a modern kozmológiával - újraértékeli a makroszkopikus ingadozások szerepét és valószínűségét az Univerzumban, bár ezeknek az ingadozásoknak a korábbi mechanizmusa a modern szemszögből eltér Boltzmannétól. A fluktuációk megszűnnek valami kivételesnek lenni, és teljesen objektív megnyilvánulásaivá válnak valami új spontán megjelenésének az Univerzumban.
Így Prigogine elmélete lehetővé teszi egy olyan kérdés megválaszolását, amely közel másfél évszázada megosztja a tudományos közösséget, és amely a maga idejében foglalkoztatta K.E.-t. Ciolkovszkij: miért - a Clausius-elvvel ellentétben - az Univerzumban mindenütt nem monoton degradációs folyamatokat figyelünk meg, hanem éppen ellenkezőleg, kialakulási folyamatokat, új struktúrák megjelenését. Az átmenet a „létező fizikájáról” a „feltörekvő fizikájára” nagyrészt a korábbi fogalmi keretben egymást kizárónak tűnő eszmék szintézisének köszönhető.
Prigogine elképzelései, amelyek számos alapvető fogalom felülvizsgálatához vezetnek, mint minden, ami alapvetően új a tudományban, kétértelmű hozzáállásba ütköznek, elsősorban a fizikusok körében. Egyrészt növekszik a támogatóik száma, másrészt arról beszélnek, hogy Prigogine következtetései a fejlettség eszménye szempontjából nem helytállóak és érvényesek. fizikai elmélet. Ezeket a gondolatokat néha nem teljesen egyértelműen értelmezik; egyes szerzők különösen azt hangsúlyozzák, hogy az önszerveződési folyamat során a rendszer entrópiája csökkenhet. Ha ez a nézőpont helyes, az azt jelenti, hogy végre sikerült megfogalmazni azokat a rendkívül sajátos feltételeket, amelyekről K.E. írt. Ciolkovszkij, antientropikus folyamatok természetben való létezésének lehetőségét tárgyalja.
De az orosz kozmizmus eszméi, beleértve K.E. kozmikus filozófiáját is. Ciolkovszkij, aki elkötelezett ezeknek a problémáknak, közvetlenebb fejlődést talált a poszt-nem-klasszikus tudományban.
Például N.N. Moiseev megjegyzi, hogy az Univerzum evolúciója során a természet szerkezeti szintjeinek szerveződése folyamatosan bonyolódik, és ez a folyamat egyértelműen irányultságú. Úgy tűnik, a természet elraktározta a potenciálisan lehetséges (azaz törvényei keretein belül megengedhető) szerveződési típusok egy bizonyos halmazát, és ahogy az egységes világfolyamat kibontakozik, ezeknek a struktúráknak egyre nagyobb része „része” azt. Az értelmet és az intelligens tevékenységet bele kell foglalni az Univerzum fejlődési folyamatainak általános szintetikus elemzésébe.
Az önszerveződési elképzelések fejlődése, különösen Prigogine disszipatív struktúrák elmélete, amely a termodinamika fogalmi alapjainak felülvizsgálatához kapcsolódik, további kutatásokat ösztönzött ezen a tudásszinten. A klasszikus fizikában kifejlődött statisztikai termodinamika számos hiányosságot és kétértelműséget, egyéni furcsaságokat és paradoxonokat tartalmaz – annak ellenére, hogy úgy tűnik, hogy a tényekkel „minden rendben” van. De F.A. kutatása szerint. Citsin, még a tudományos kutatás ilyen megalapozott és egyértelműen „idő által tesztelt” szférájában is sok meglepetés rejtőzik.
L. Boltzmann és M. Smoluchowski által bevezetett fluktuációk jellemző paramétereinek összehasonlítása a termodinamika „általánosan elfogadott” statisztikai értelmezésének jelentős hiányosságát bizonyítja. Furcsa módon ez az elmélet az ingadozások figyelmen kívül hagyásával készült! Ebből következik, hogy tisztázni kell, i.e. a „következő közelítés” elmélet felépítése.
A fluktuációs hatások következetesebb leírása arra késztet bennünket, hogy a „statisztikai” és a „termodinamikai” egyensúly fogalmát fizikailag nem azonosnak ismerjük el. Kiderül továbbá, hogy igaz egy igazságos következtetés, amely teljes ellentmondásban van az „általánosan elfogadott” következtetéssel: nincs funkcionális kapcsolat az entrópia növekedése és a rendszer egy valószínűbb állapotba való hajlása között. Az is előfordulhat, hogy olyan folyamatok, amelyekben a rendszerek egy valószínűbb állapotba való átmenete entrópiacsökkenéssel járhat együtt! Az Univerzum termodinamikai problémáinak ingadozásainak figyelembe vétele ezáltal a növekvő entrópia elve fizikai határainak felfedezéséhez vezethet. De F.A. Citsin következtetéseiben nem korlátozódik a klasszikus és a nem klasszikus tudomány alapjaira. Azt sugallja, hogy az entrópia növelésének elve nem vonatkozik bizonyos típusú, lényegében nemlineáris rendszerekre. Nem zárható ki a biológiai struktúrákban észlelhető „ingadozások koncentrációja”. Még az is lehetséges, hogy a biofizika már régóta rögzít ilyen hatásokat, de nem valósulnak meg, vagy rosszul értelmezik őket, éppen azért, mert „alapvetően lehetetlennek” tartják őket. Hasonló jelenségeket más űrcivilizációk is ismerhetnek és hatékonyan alkalmazhatnak, különösen a tértágulási folyamatokban.
Következtetés
Megjegyezhetjük tehát, hogy a poszt-nemklasszikus tudományban alapvetően új megközelítések fogalmazódtak meg a Clausius-elv elemzésére és a kozmológiai termodinamikai paradoxon kiküszöbölésére. Az orosz kozmizmus eszméi alapján kidolgozott önszerveződési elmélet kozmológiai extrapolációjából várható legjelentősebb távlatok.
A visszafordíthatatlan folyamatok élesen egyensúlyhiányos, nemlineáris rendszerekben nyilvánvalóan lehetővé teszik az Univerzum termikus halálának elkerülését, mivel kiderül, hogy nyílt rendszer. Folytatódik a tudományos világkép által közvetlenül megjósolt „antientrópia” folyamatok elméleti sémáinak kutatása, K.E. kozmikus filozófiáján alapulva. Ciolkovszkij; Igaz, ezt a megközelítést csak néhány természettudós osztja. A Világegyetem termodinamikai problémáinak elemzésének poszt-non-klasszikus megközelítéseinek minden újdonsága révén azonban ugyanazok a „témák”, amelyek a 19. század második felében merültek fel, és a Clausius-paradoxon és az azt körülvevő viták generálták. „átragyogni”.
Látjuk tehát, hogy a Clausius-elv még mindig szinte kimeríthetetlen forrása az új gondolatoknak a fizikai tudományok komplexumában. Mindazonáltal annak ellenére, hogy egyre több olyan új modell és séma jelenik meg, amelyekben a hőhalál hiányzik, a termodinamikai paradoxon „végső” feloldása még nem született meg. A Clausius-elvvel kapcsolatos problémák „gordiuszi csomójának” átvágására tett kísérletek mindig csak részleges, semmi esetre sem szigorú és nem végleges következtetésekhez vezettek, amelyek általában meglehetősen elvontak voltak. A bennük rejlő kétértelműségek egyre több új problémát szültek, és egyelőre nincs különösebb remény arra, hogy belátható időn belül sikerrel járjanak.
Általánosságban elmondható, hogy ez a tudományos ismeretek fejlődésének teljesen normális mechanizmusa, főleg, hogy az egyik legalapvetőbb problémáról beszélünk. De nem minden tudományelv, mint ahogy az NCM sem minden töredéke, olyan heurisztikus, mint a Clausius-elv. Több okot is megnevezhetünk, amelyek megmagyarázzák egyrészt ennek az elvnek a heurisztikus jellegét, amely még mindig csak irritációt okoz a dogmatikusok körében - nem számít, természettudósok vagy filozófusok -, másrészt a kritikusok kudarcai.
Az első az ezzel az elvvel ellentétes „játékok a végtelennel” összetettsége, bármilyen fogalmi alapjuk is legyen.
A második ok a „világegyetem mint egész” kifejezés nem megfelelő jelentése – még mindig általában „minden, ami létezik” vagy „minden dolgok összessége” értelmében értik. Ennek a kifejezésnek a homályossága, amely teljesen összhangban van a végtelen nem explicit jelentései használatának homályos voltával, éles ellentétben áll magának a Clausius-elv megfogalmazásának egyértelműségével. Az „Univerzum” fogalma ebben az alapelvben nincs meghatározva, de éppen emiatt lehetséges az elméleti fizika segítségével felépített és csak a „minden létezőként” értelmezett univerzumokra való alkalmazhatóságának problémája. ezen elmélet (modell) nézete.
És végül a harmadik ok: mind maga a Clausius-elv, mind az ennek alapján felhozott termodinamikai paradoxon feloldására tett kísérletek előrevetítették a poszt-nem-klasszikus tudomány egyik jellemzőjét - a humanisztikus tényezők bevonását a magyarázat eszményeibe és normáiba. , valamint a tudás bizonyítékai. Arra az emocionalitásra, amellyel a Clausius-elvet több mint száz éve kritizálják, különféle alternatívákat terjesztenek elő, és elemezték az entrópiaellenes folyamatok lehetséges sémáit, talán kevés előzménye van a természettudomány történetében - mind klasszikus és nem klasszikus. A Clausius-elv egyértelműen a poszt-nem-klasszikus tudományhoz szól, amely magában foglalja az „emberi dimenziót”. Természetesen a múltban a vizsgált tudásnak ez a tulajdonsága még nem valósulhatott meg igazán. De most, utólag, a poszt-nem-klasszikus tudomány eszméinek és normáinak néhány „embrióját” találjuk ezekben a régi vitákban.
Irodalom
1. A modern természettudomány fogalmai./ szerk. prof. S.A. Samygina, 2. kiadás. – Rostov n/d: „Phoenix”, 1999. – 580 p.
2. Danilets A.V. Természettudomány ma és holnap - Szentpétervár: Népkönyvtár 1993
3. Dubnischeva T.Ya.. A modern természettudomány fogalmai. Novoszibirszk: YuKEA Kiadó, 1997. – 340 p.
4.Prigozhin I. A meglévőtől a kialakulóig. M.: Nauka, 1985. – 420 p.
5. Remizov A.N. Orvosi és biológiai fizika. – M.: elvégezni az iskolát, 1999. – 280 p.
6. Sztanyukovics K.P. Az Univerzum termodinamikájának kérdéséről // Uo. 219-225.
7.Swartz Kl.E. A hétköznapi jelenségek rendkívüli fizikája. T.1. - M.: Nauka, 1986. – 520 p.
8.Az emberi időről. - „Knowledge-Power”, 2000. sz., 10-16.
9. Tsitsin F.A. Az Univerzum valószínűségének és termodinamikájának fogalma // A huszadik század csillagászatának filozófiai problémái. M., 1976. S. 456-478.
10. Tsitsin F.A. Termodinamika, Univerzum és fluktuációk // Univerzum, csillagászat, filozófia. M., 1988. 142-156
11. Tsitsin F.A. [Towards the thermodynamics of the hierarchical Universe] // Proceedings of the 6th meeting on cosmogony (1957. június 5-7.). M., 1959. S. 225-227.
A Carnot-ciklus bármely szakasza és a teljes ciklus egésze mindkét irányban bejárható. A ciklus óramutató járásával megegyező irányba történő megkerülése egy hőmotornak felel meg, amikor a munkaközeg által kapott hő részben átalakul hasznos munka. Az óramutató járásával ellentétes irányú keringés megfelel a hűtőgép amikor egy hideg tárolóból veszünk némi hőt és átadunk egy forró tárolóba külső munka elvégzésével. Ezért a Carnot-ciklus szerint működő ideális eszközt nevezzük reverzibilis hőmotor. A valódi hűtőgépek különféle ciklikus folyamatokat alkalmaznak. Az összes hűtési ciklus a diagramban (p, V) az óramutató járásával ellentétes irányban működik. A hűtőgép energiadiagramja az ábrán látható. 3.11.5.
A hűtési cikluson működő készüléknek kettős célja lehet. Ha a jótékony hatás bizonyos mennyiségű hő eltávolítása |Q2| lehűtött testekből (például a hűtőszekrényben lévő élelmiszerekből), akkor az ilyen eszköz egy normál hűtőszekrény. A hűtőgép hatékonysága az aránnyal jellemezhető
Ha a jótékony hatás némi hő átadása |Q1| fűtött testek (például beltéri levegő), akkor egy ilyen eszközt neveznek hő pumpa. A hőszivattyú βT hatásfoka az arányként definiálható
ezért βT mindig nagyobb egynél. Fordított Carnot ciklushoz
| |
Az atomfegyverek feltalálása előtt senki sem gondolhatta volna, hogy egyetlen bomba egy egész várost elpusztíthat. A Hirosima elleni 1945. augusztus 6-i támadás után azonban minden megváltozott. Ez az első alkalom, hogy az emberek ilyen pusztító erejű technológiával találkoztak. Ez vezetett az "intelligens pusztítás" koncepciójához: egy napon az ember olyasmit tesz vagy feltalál, ami elpusztítja az Univerzumot. Jó hír: az összes nukleáris tartalékunk még a Föld elpusztításához sem elegendő. De ki mondta, hogy mi vagyunk az egyetlen értelmes lények az Univerzumban? .
