我发现有一个只有外力才能改变质心的运动状态，这个只有外力才能改变质心的运动状态或许可以改变能量守恒。怎办好？到那里可以论证？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-26 09:33 标签： 只有外力才能改变质心的运动状态

地球的资源都已经出现了短缺，人类正在向太空出发，开发新的星际资源。那宇宙的能量会不会耗尽？宇宙的结局是什么？


对于宇宙的起源，很多人可以直接套用“宇宙大爆炸”来解释，那么对于宇宙的结局呢？相信很多人也会想到“热寂”，也就是整个宇宙最后都会走向的一个结局，一个符合热力学第二定律的结局。

但是，根据能量守恒定律，不是说能量都不会消失，甚至会转变自己的存在方式吗？既然能量都不会消失，那宇宙为什么还会走向“热寂”？


相对来说，我们可能比较熟悉地球（或者说是人类）最后结局。如果人类不能从地球之外的地方带来能量补给，那么地球最后多半会因为能源的耗尽而陷入大冰期，长期下去，人类基本都会从地球上消失；如果太阳的能量也完全耗尽，那我们可能会得到一个像《流浪地球》中的冰河世界那样的一个地球家园。


说白了，地球的生命并不是永恒不变的，科学家也大致估算了地球的寿命极限，也就是100亿年左右，至现在这个阶段，它已经快要走到1/2。

所以，地球最终总会消失，就连太阳也可能会变成一颗白矮星，再也没有能量可以转化，太阳系也会随之土崩瓦解。


这样看来，似乎所有星系最后都会遵守这样规律，直到整个宇宙都消失得干干净净，再一次陷入一片虚无当中。

那么宇宙能量都去哪里了呢？不是说能量不会消失，只会转化形式吗？


从世界上的能量利用上来说，我们可以看出一些关于能量转化的路径，比如水能转化为机械能、热能、电能等，反推过去，同样也能实现能实现能量转化。


根据热力学的第一定律，能量不会直接消失，只会以各种化学或者物理效应转变方式间接存在。这是很多科学家都普遍相信的物理理论，并且认为认为这样的理论适合所有物质，宇宙中的物质自然也包括其中。

这里需要注意的一个点：在一个孤立系的统中，能量不会传出也不会有其他能量传入，也就是总的来说没有能量交换，其总能量会保持不变。但是宇宙的能量真的守恒吗？


我们将资源分为了“可再生”和“不可再生”两种类型，就像是再生时间相当缓慢的矿物质能源，诸如石油、土壤、煤炭等。

现阶段的矿产资源越是开采越是稀少，所以我们有了“新能源开发”的工程；土壤资源使用过度后，荒漠、沙漠化尤其严重，最后寸草不生，没有生命居住。


当然，这些也可以说是在短期内不会再生的资源，也不完全就是直接消失。但从总的发展上来说，整个地球如今面临的一切都是不可能有“返回重塑”的可能的。就像是一杯由热转冷的水，我们不能在不借助任何外力的情况下将它重新加热，这一变化是不可逆的，其中一定会有能量耗损。

从这里，我们也许会发现关于能量守恒一个关键的点：能量转化的过程。一种能量要转变存在形式，那么就需要另一种能量的介入，使这种能量有规律的序列可以产生变化，转化为另一种形式，而不可能独立实现自我转化。


以上的观点是否会觉得有几分熟悉？那就是热力学第二定律的“熵”。

在宇宙中，所有物质都会随着熵增而消亡，并且不可逆。而我们所处的宇宙，刚好就是一个非常庞大且孤立的系统。


作为一个暂时被划定为“有边无界”的、孤立存在的宇宙系统，随着时间的流逝，宇宙的熵值会渐渐增加，从有序走向无序。


这一过程中，熵值会逐渐达到最大值，最后，宇宙所有的能量都会被转化成热能，其所有物质温度也会直接达到热平衡的状态，这就是所谓的“热寂”。具体的原理示例，我们或许可以参考一下将一壶冷水烧到沸腾为止的整个变化过程。


前面说到太阳的变化，恒星最后会因为能量的耗尽而变成一个白矮星或者直接说是一颗死星，也可能会变成一个黑洞，携带周围包括星云的物质全部坍缩，且只要时间足够长，黑洞最后都可能会被蒸发。

当星云没有能量可以产生新的恒星，而现有的恒星又在不断减少，那么可能在数万亿年后，所有恒星都将全部熄灭，整个宇宙都陷入一片完全黑暗的笼罩之下，随着光的消失，热能渐渐耗尽，真个宇宙或许还会接近绝对零度。


所以宇宙最后的结局就只能热寂后的毁灭吗？除了物质能量，科学家在宇宙中发现了很多“神秘”的存在——暗物质。

暗物质占据了整个宇宙85%的质量，总的质能达到26.8%，并且无处不在。它们在宇宙的各个角落支撑着宇宙的运行，可以说是宇宙物质运动的“最强辅助”。但是又有研究表明一些暗物质正在因为暗能量而消失。


那决定宇宙命运到底是哪一个？是一观测到的宇宙物质，还是观测相当有限的暗物质或者说暗能量？

不管是哪一种，不可否认的是，随着时间的推移，当没有能量可以实现相互转换，即便宇宙的总能量保持不变，也不再会有类似于“生命交替”的情况出现。所以，就算宇宙也没有例外，面对已经逝去的事物，谁都没有重新来过的机会。


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