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数量:8 (1)DOI: 10.37532 / 2320 - 6756.2020.8 (1) .192

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熵原理为宇宙的进化

*通信:

青木我系统工程系,工程学院,静冈县大学,432 - 8561,日本滨松市,电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

宇宙起源于大爆炸和扩张,扩张是目前加速。宇宙的熵变得越来越大,因此第二个法律在这一过程中热力学是有效的。宇宙膨胀的加速度被认为是由于“暗能量”。数量(密度)的黑暗能源减少一些数量的黑暗能源物质的变化。能源相当于物质:爱因斯坦公式E = mc2,这是证明是有效的物质,能量的转换,和转换的能源物质。当大量的黑暗能源减少物质变化,黑暗的减少能源引发的变化的动态宇宙扩张收缩,和宇宙收缩越来越小。根据第二个法律热力学的熵原理),宇宙的状态的随机性变得更大的这个萎缩的过程中随着时间的推移。最后,宇宙收缩与很大的随机性一点国家和消失(大紧缩):宇宙的终结。因此,第二个法律热力学描述的所有进程进化宇宙的从开始到结束。第二个的有效性法律热力学的熵原理建立了宇宙中在这篇文章中,第一次。断言的克劳修斯在1865年首次被证明是有效的,在很长一段时间以来他的断言。关键字

关键字

宇宙;熵;暗能量;膨胀的宇宙;宇宙收缩;宇宙的结束(死亡)

介绍

由克劳修斯热力学,开尔文勋爵是经典物理学的三个道具19^th世纪,牛顿的经典力学和电磁理论的法拉第、麦克斯韦。在20^th世纪的革命(相对论,量子)发生,后者两个学科已经改变了全新的范式。只有热力学不那么脆弱,一直有效,直到现在,可能在未来,像爱因斯坦的报价(1):“lt(经典热力学)是唯一的物理理论的通用内容关于它我相信- - - - -永远不会被推翻”。

哈钦森(生态、湖沼学)指出,复杂系统的研究像湖泊生态系统包含两种不同的方法:“holological”(整体=整体)和“计量”(mero =部分)2]。在“holological”方法,复杂系统被视为黑盒没有仔细观察内部组件及其之间的交互系统,和关注的重点是与系统的输入和输出。另一方面,在“merological”的方法,详细研究了组件系统和他们的交互和细节,然后集成到整个系统,如果可能的话。热力学的方法是“holological”:唯一一个与其他领域的物理学(merological)。热力学是最好的工具来治疗复杂和宏观系统,每一个作为一个整体,已证明的有效性青木的参数(3)熵原理发展的生物系统。

文献综述

“熵”一词是由克劳修斯(4),第二个的创始人法律热力学,开尔文勋爵。克劳修斯(4),宣称第二的本质法律热力学的“死Entropie der沿条strebt einem最大祖茂堂(宇宙的熵趋于最大;由j•廷德尔翻译)”。

热力学在化学(化学热力学)已经完成Prigogine等(5]。第二个法律热力学的熵原理在宇宙中所有生物系统(生物热力学)在2018年建立了是真的青木(6]。

熵的概念在宇宙学已经广泛地讨论了1931年杜尔曼[7),已被许多研究人员认为直到现在,例如,杜尔曼[8],Prigogine [9],莱恩威弗[10],青木(6),大约引用。自1931年杜尔曼的工作的时候,许多理论,实验和观测证据积累,可以指定的熵原理进化目前的宇宙,和克劳修斯如上所示的断言的有效性已经建立有效第一次,之后很长一段时间自1865年断言的克劳修斯(4]。

本文的观点是,任何理论和法律等都应该接受后是真的固体计算,验证实验和/或观察。本文完全建立宇宙的熵原理从开始到结束的坚实的证据和讨论,第一次。的holological方法采用来谈谈的熵原理进化宇宙的,即本文不检查好详细的在宇宙结构和过程;“粗粒化”(这在热力学)至关重要。

众所周知,宇宙是由大爆炸(11- - - - - -13),和正在扩大14),和正在加速扩张15,16]。这些都是科学事实验证的观察。然而,请注意,宇宙的膨胀率目前尚未完全确定(17]。

弗里德曼表明宇宙永远继续扩大或缩小和消失点18]。这些结果被计算推导出利用爱因斯坦的广义相对论,这是事实。

在前阶段(宇宙膨胀),宇宙的熵会随着时间变得更大(色散或扩散的过程是熵随时间),和第二个法律热力学当然持有(宇宙是一个孤立系统:没有观察到的宇宙外,目前至少)。后者过程的描述(宇宙收缩)是由在下面。

宇宙的收缩

宇宙膨胀的加速度被认为是由于“暗能量”。不知道黑暗能源除了加速宇宙膨胀的能力。“暗能量”这个词了,首先讨论了特纳(19]。2011年,五年的调查200000个星系,跨越70亿年的宇宙时间确认“黑暗能源推动我们的宇宙速度加速”(20.,21]。假设黑暗能源是普通的能源正如我们所知,并提醒能源相当于物质:爱因斯坦的著名公式:E = mc²(22]。一些长时间之后,一些黑暗能源可能会改变,和足够的(密度)的黑暗吗能源可能会减少,在这种情况下,宇宙的动力学可能改变从扩张收缩,和宇宙变得越来越小,和宇宙的随机性的状态随时间变大,最后缩小到一个点的随机性非常大的状态,和消失(大危机),弗里德曼显示(18]。关键是:黑暗的转换能源问题是固体理论被证明是正确的/观察/实验。

E = mc的有效性²

爱因斯坦公式E = mc2测试的有效性通过实验Cockcroft和沃尔顿23],Rainville et al。24),并证明是有效转换的能源问题。E = mc的有效性²的转换能源事,拿铁量子色动力学的计算采用了(计算基于量子色动力学(量子色)是困难的,所以拿铁使用量子色)。第一个证据是由·杜尔et al。252008年)。质子由夸克和胶子和夸克胶子绑定。·杜尔et al。25)表明,夸克的质量是5%的质子质量(胶子质量为零),剩下的95%的质量来自于能源运动和相互作用的夸克和胶子的质子。这是第一个证据表明能源皈依。爱因斯坦的公式E = mc²验证转换的吗能源重要的第一次,之后很长一段时间自1905年爱因斯坦的建议(22]。后来的研究由杨et al。262018年)表明,质子的质量来自:夸克(9%),动能能源夸克的剧烈移动内部质子(32%),能源夸克胶子的一起(36%),和能源在质子夸克和胶子以复杂的方式相互影响(23%)。上述两项研究使用的技术拿铁量子色的计算方法;拿铁咖啡量子色目前被认为是正确的。直接转换的实验验证能源重要已经布莱特和惠勒在1934年提出的27];它是观察反应:实验仪器来检测这个反应是在2014年由派克et al。28)和运行直到现在,但没有明显的结果。

大危机

黑暗的数量(密度)的减少能源由于发生大量的黑暗的转换能源宇宙物质,往往将收缩的扩张。这个过程可能是弗里德曼的理论(18]。根据第二个法律热力学、宇宙的熵增加和宇宙的状态的随机性变大随着时间的推移,和宇宙变成一个点和消失与很大的随机性,这是宇宙的结束(死亡)。注意,还有其他的关于宇宙的理论有不同的解释,例如,彭罗斯(29日]。

宇宙的温度

宇宙在膨胀阶段的温度变得更低的绝对零度,因为随着时间的推移,绝热膨胀。在萎缩阶段,温度从高到随机变量低宇宙中无处不在。

讨论

这篇文章表明,宇宙的膨胀阶段,处于萎缩阶段可以通过第二个被描述法律的热力学。目前的参数表示的熵原理进化宇宙从一开始到最后,参数在青木一起6]。同时,熵原理的进化宇宙中所有的生物系统的的感觉已经完全建立宏观和整体观点(6]。这在热力学的观点是至关重要的,如本文的开头所示。

因此,熵原理(第二法律热力学)已经建立和证明是有效的在宇宙中所有的生物系统6),和宇宙本身(本文),即。,all in the universe, for the first time in this article. The principle of进化所有的简单推导宇宙作为一个整体从古典热力学,在爱因斯坦的报价(1];其他广义扩展或修改版本的经典热力学不是必要的。

结论

不知道黑暗能源是普通的能源,或其他新型的能源(如果有,但是是可能的)。如果暗能源不同于普通的能源,它不知道爱因斯坦的公式(E = mc2)可以应用于黑暗能源与否。也不知道在黑暗的转换能源问题发生时,触发转换的黑暗能源物质。

引用

1. 爱因斯坦。a .自传笔记:(ed)。公共广播Schilpp,图书馆的生活哲学家,Inc .)位于伊利诺伊州埃文斯顿的。美国1979:31。m·j·克莱因热力学在爱因斯坦的思想,科学。1967;157:509。
2. 哈钦森通用电气。重新考虑湖的缩影。阿米尔-科学。1964;52:334。
3. 青木即熵原理复杂生物系统的发展。生物、生态系统、地球,爱思唯尔,英国伦敦。2012年。
4. 克劳修斯r . Ueber verschiedene毛皮死Anwendung bequeme岁der女的Hauptgleichungen der mechanischen Warmetheorie。安。出版社1865;d。125:353。英语翻译:艾德。助教赫斯特的机械理论热,伦敦,1867年;327年。
5. Prigogine我Defay r .化学热力学郎曼书屋绿色和有限公司,英国伦敦。1954年。
6. 青木即熵原则进化生命系统的宇宙和宇宙——从细菌。J phy soc日本。2018;87:104801-1。
7. 杜尔曼RC。在宇宙的熵的问题作为一个整体。phy启1931;37:1639。
8. 杜尔曼RC。相对论,热力学和宇宙学。牛津大学出版社,1934年。
9. Prigigine即热力学和宇宙学。Int J理论的强。1989;28:927。
10. 莱恩威弗CH。宇宙的熵和最大熵产生原理:杜瓦RC,莱恩威弗CH,奈文RK, Regenauer Lieb k (Eds)。,除了第二定律,熵产生和非平衡系统,激飞,柏林,2014:415。
11. 伽莫夫宇宙膨胀和元素的起源。phy启1946;70:572。
12. Alpher RA,是H,伽莫夫g .化学元素的起源。phy启1948;73:803。
13. 彭齐亚斯AA,威尔逊RW光碟。测量过剩的天线温度在4080 mc / s。12,54 j . 1965; 142:419。
14. 哈勃大肠在银河系外星云之间的距离和径向速度之间的关系。Nat。国家科学1929;15:168。
15. 里斯AG) Filippenko AV, Challis P, et al。超新星的观测证据加速宇宙和宇宙常数。阿斯特朗j . 1998; 116:1009。
16. G,波尔马特年代,桤木G,戈德哈伯声称et al .测量Ω,从42高红移超新星λ。12,54 j . 1999; 517:565。
17. Jee我。,Suyu SH, Komatsu E, et al. A measurement of the Hubble constant from angular diameter distances to two gravitational lenses. Science. 2019;365:1134.
18. 弗里德曼a超级死Moglichkeit静脉沿条麻省理工学院konstanter负Krummung Raumes。Zeitschr。毛皮phy。1924; 21:326。英语翻译:在世界的可能性与恒定负曲率的空间。创Rel格拉夫。1999;31:2001。
19. 特纳女士暗物质和暗能源在宇宙中。斯特朗洛第三电脑。:Galac。光环ASP相依Ser。1999; 165:431。
20. 美国航天局/喷气推进实验室:“黑暗能源推动宇宙分开:美国宇航局的星系进化探险家发现黑暗能源排斥”。科学日报,2011年。
21. 曼德尔鲍姆R,布莱克C,缰绳年代,等。该项目能源调查:直接限制在中间红移蓝星系内在对齐。我不是R阿斯特朗Soc。2018; 410:844-59。
22. 爱因斯坦。a .坚持死Tragheit进行Korpers冯朝向Energieinhalt abhangig吗?安d phy。1905; 18:639。英语翻译:洛伦兹公顷,爱因斯坦,闵可夫斯基H, et al ., (Eds)。身体依赖的惯性吗能源内容?美国纽约相对论的原理,多佛,2017:69。
23. Cockcroft JD,沃尔顿ETS。实验与高速度的正离子。二世。——由高速质子衰变的元素。Proc罗伊Soc伦敦,英国。1932;137:229。
24. 迈尔斯Rainville年代,汤普森JK,例如,et al, E = mc2的直接测试。大自然。2005;438;1096 - 97。
25. Frison J·杜尔年代,Fodor Z,,等。从头开始测定光强子的质量。科学。2008;322:1224-27。
26. 杨YB,梁J, Bi YJ, et al .质子质量从量子色分解能源动量张量。物理评论。2018;121:212001-1。
27. 布莱特G,惠勒农协。两个光量子的碰撞。phy启1934;46:1087。
28. 派克橙汁,Mackenroth F,山如et al . photon-photon对撞机在真空腔。光子性质。2014;8:434-36。
29. 宇宙大爆炸前彭罗斯r:不可思议的新视角对粒子物理学及其影响。Proc。EPAC 2006,爱丁堡,苏格兰,2006:2759。周期时间:宇宙的一个非凡的新视图。牛津大学图书馆头,伦敦,英国,2010年。