地球的能量会被耗完吗(宇宙的能量会耗尽吗)

来源:八戒影院人气:140更新:2022-08-19 15:32:16

能量是宇宙中一切运转的基础。就像人类需要食物和水维持生命一样,遥远的恒星需要大量的能量去持续燃烧,但是这种宇宙能量源的供应是有限的吗?宇宙正在耗尽能量吗?

物理学基础原理之一的热力学第一定律是能量守恒,能量不能被创造或破坏。它只能从一种能量转换成另一种能量。举个例子,当你拿着一个棒球时,你的胳膊就储存了势能,然而当你用力扔球,势能就转化为了动能使球移动。基于这个规则,所有现存的能量自138亿年前的宇宙大爆炸就已经存在了。

即使能量不能被破坏,但是它能剧烈的改变以至于变得毫无用处。这就是热力学第二定律,孤立系统的熵会随着时间推移而增加。(熵是指在系统中拥有多少无用或不可用的能量。)随着熵的增加,系统中的无序和混乱程度也会增加并且它越来越随机。在今天的问题中,孤立系统是我们的整个宇宙,如果你接受它是一个孤立系统,随着时间流逝它会充满越来越多的无用能量。

实际上,熵在非孤立系统中的减少并不重要(例如人体内部),因为这种减少总是被系统周围发生的事情所抵消。但是对于一个孤立系统来说,没有任何环境可以影响,稀释,或者逆转熵。因此,我们当今的生活和呼吸中,一切都存在,我们可以根据一些更突出的理论慢慢的迈向宇宙由100%无用能量组成的状态-最大熵。不过,还有一个相对较新的现象需要考虑-暗能量。目前为止,暗能量是宇宙中最丰富的物质,但它也是最神秘的。

我们并不真正的知道,占据了宇宙的大约70%部分的暗能量是什么。其实,它不具有与重子或常规物质相同的属性。重子或常规物质这些原料基础是构成地球上每个行星、恒星和生物的物质。它们只占整个宇宙的5%。暗能量是被认为能够对抗重力引力,并且是宇宙膨胀之谜的关键。二十世纪早期,人们发现宇宙在膨胀时(与这之前的科学家们认为的事实相反),我们最初认为重力将最终会导致宇宙膨胀的减缓,会将宇宙中的所有物体拉回聚合在一起。但,现在我们知道了,完全没有发生这个事情。

相反,像天体的红移现象和对超新星明暗的观察证明了宇宙中是在加速远离…并且人们认为暗能量正在象气球一样膨胀来填充空间中的空隙。而关键所在,我们尚且还不能直接观察或探测暗能量,对其进行任何真正的研究暗能量,尽管有理论将其与熵能(或力)联系起来,如同研究熵的“无用”剩余理论。

不管是不是暗能量,如果宇宙中所有的能量都被变成被有效“用尽”的一个程度,实际上会发生什么?热的大死亡理论是关于宇宙将如何终结的最流行的理论之一。也被称为“大冻结”理论这会发生在宇宙最终达到热力平衡时,也就是当没什么可以转化为熵的时候。这样状态下,宇宙将会耗尽它的热能,这就是说,那时每一颗恒星都会死亡,每一颗行星都会停止转动。

但好的方面是,宇宙的寿命之长,远比我们所能理解的要大得多。例如,据估计,宇宙热寂的过程大约需要10的100次方年,或者可以说1古戈尔年;这代表着1的后面有100个零!由于太阳将在短短几十亿年内膨胀、爆炸,并使地球覆灭,当热寂最终来临时,人类已不太可能幸存。从另一角度看,也说明我们能存在于此刻的宇宙中,是极其幸运的事。

众所周知,我们生活的地方与太阳保持着完美的、恰好足够赋予我们生命的距离(即使它最终也会使我们毁灭),但一些科学家认为,现在我们也处于“暂时的金发姑娘地带”(注:指对于星球而言的宜居地带)。我们拥有生命所需的所有重要元素,而且不必担心哪日会成为热寂的受害者。本质上看,目前银河系的化学演化都在平稳进行中;且宇宙正处于其巨大能量转换过程的正确阶段,为地球生命的产生和延续创造了充足条件。这并不是说,星球的运行轨迹是专为我们而设计的,其更多的是基于物理基本法则。

有趣的是,熵不仅仅是一个物理问题。人们也在探究它与人类心理学和生物学之间的联系——有些科学家甚至提出,熵推动了人类的意识……在某种程度上,一个人的意识是自己本身的熵产物;这是一种用以推测“大脑如何工作”的,潜在且不可知的方法。有些人也认为,熵是生命进化中不可或缺的一部分;随着生命的发展,它正在朝着无法规避的结局不断努力前行,最终达到平衡。

20世纪70年代,科学家伊利亚·普里高津通过这一标新立异的科学领域的研究而荣获诺贝尔奖,但这是另一个视频中提到的。现如今,除非热力学定律被证实是错的,否则,我们已经可以确定,宇宙中有用的能量的供应是有限的。这并不意味着“耗尽”能量,而是将它转化为其他物品,这整个过程则像是在一条单行线上前进,最终通向平衡和热寂。但是,如果这一切真会发生,那么决不会存在第二个10的100次方年。当然那也是很久很久很久以后的事了。

相关知识:

宇宙(拉丁语:universus)是指所有的空间、时间[a]及其内涵,[10]包括行星、恒星、星系和所有其他形式的物质和能量。大爆炸理论是被普遍接受的、对宇宙演化的宇宙学描述。根据这一理论,空间和时间在13.787±0.02010亿年前一同出现,[11]自此,宇宙就在持续膨胀。虽然整个宇宙的空间大小仍是未知数,[3]但根据宇宙膨胀方程推算,它的直径至少为23万亿光年。[12]而且,人类可以测量可观测宇宙的大小,目前估计其直径约为930亿光年。

Fy:sunnie,北京蘭คิดถึง生活,人活着就是为了大英赛

如果你把一只蚂蚁随手扔在一个地方,它的结局是什么?

这事我们小时候都干过,抓一只蚂蚁,然后扔到比较远得地方。但我们不是为了看它还能再找到回去的路不,而纯粹是闲得没事干,为了好玩。几十米、几百米对人类来说不算啥事,因为我们的活动范围很广,甚至几十公里之外、几百公里之外的地方我们都熟悉,但这个距离对有些蚂蚁来说就有点远了。

蚂蚁由于体型的局限,其活动范围并不广,认路的方式跟我们人类还不一样,我们靠眼睛和记忆力,而蚂蚁有一些比较特别的方式。

蚂蚁导航的方式

根据蚂蚁的种类和环境,它们以不同的方式导航和寻找方向。一般的蚂蚁,活动距离比较短,就在蚁巢附近,它们可以通过视觉分辨周围的环境和太阳的位置找到回家的路,就像我们人类在没有指南针、地图和GPS的情况下在白天找路一样。据说屎壳郎可以通过银河系来确定方向,但是蚂蚁和其他昆虫并不能通过星星来导航。

对于蚂蚁来说,如果没有外界的干扰一般是不会迷路的。蚂蚁眼睛的视觉角度比较广,因此它们能够充分利用周围的环境,寻找附近的食物,使觅食更有效率,并且蚂蚁还可以重复利用熟悉的路径再次出去觅食。

在建立一个新的蚁群时,有翼的雄蚁和雌蚁会飞到附近的地点,通过信息素来找到彼此。信息素是一种可以传递信息的化学物质,这种气味可以吸引雄性蚂蚁寻到新的蚁后,繁育出一个新的蚁群。

切叶蚁是蚂蚁世界的农民,它们可以通过留下气味踪迹找到回家的路。因为它们与许多普通蚂蚁不同的是,切叶蚁要到远离巢穴的地方去寻找树叶,并将树叶运会巢穴。等树叶在巢穴中长出真菌以后,它们以真菌为食,而不是吃树叶。因为切叶蚁的旅程更远也更复杂,通过踪迹气味就可以帮助它们保持在一个正确的路径上。

撒哈拉沙漠上的蚂蚁,由于周围环境无法分辨,一般会通过定位太阳找到回家的路。而且它们还能根据步幅确定走过的距离。德国研究人员专门对这种蚂蚁做了研究,在它们返回巢穴时在腿上绑上东西,也就是让蚂蚁踩着高跷走路,在这种情况下蚂蚁一般都会错过巢穴,会走出更远的距离。这些蚂蚁似乎能够计算自己的步数,甚至当它们在不同的地方寻找食物返回时,也会沿着一条笔直的路径回到巢穴。

在自然界蚂蚁一般以害虫的幼虫为食,比杀虫剂清除的幼虫要多得多。并且能使土壤透气、松软,有利于植物的生长。由于体型小,并且拥有惊人的力量,一次携带的食物比它们的身体重很多倍。

如果蚂蚁返回不了巢穴会怎样

因此不管蚂蚁有怎样超高的导航能力,都只能“记住”自己走过的路(其实我们人类也一样),这里的记住包括:识别周围的环境,利用太阳确定方向,在路上留下信息素,甚至通过步数确定距离。只有这些信息完备,蚂蚁才能正常的找到回家的路。

如果我们人类被一种神秘的力量拉起来,扔到一个完全陌生的环境,且这个地方空无一人,我们的肯定会恐慌。第一个反应就是想知道这是哪?并找出回家的路,但我们大脑中完全没有这个地方的任何信息,也无从获取相关的信息!但如果有幸你收里有导航、有地图,或者遇见了其他人,我们可以问路,只要获得信息回家就不是难事。

但对于蚂蚁来说就没那么辛运了。如果我们抓一只蚂蚁,把它扔到几百米远,它们大概率就找不到回家的路了,因为所有有关路径的信息全被切断了,只能恐慌来回乱窜,如果运气好乱窜的方向对了,可能会找到曾经熟悉的味道,如果方向反了,这只蚂蚁估计是要流浪了。更糟糕的是,它们可没有地图和导航,也不能问别的蚂蚁,这一问可能要出大事了。

因为蚂蚁是一种群居生物,有着很强的社会分工等级,一般蚂蚁和蚂蚁之间会通过嗅觉和触角来识别对方,是不是自己家族的成员,所以一般外来的蚂蚁是不会被其他种群所接纳的。如果这只蚂蚁误闯进了其他蚁群的领地或者巢穴,它会被当做入侵者杀死。所以,我们随便一抓、一扔可能会给蚂蚁的一生带来抹去的阴影,不知道发生了什么,就这样成了一只流浪汉。

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