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熵”(entropy)是熱力學狀態函數(騰訊科技配圖)
據《每日科學》網報道，轎車會將汽油耗盡，恒星運行會將自身燃料耗盡，星系會隨時間而塌縮進入黑洞……，同樣道理，宇宙和在宇宙中運行的萬物都會隨時間耗盡能量而終結。但宇宙耗盡能量的速度有多快？來自澳大利亞國立大學的研究人員發現：宇宙耗盡能量的速度比以前想像的要快30倍。
澳大利亞國立大學“天文學和天體物理學”研究學院的查斯·伊根博士和查理·萊恩威弗博士合作估算宇宙的“熵”(entropy，熱力學狀態函數)。他們通過計算發動機的功率，也就是一定數量的燃料能夠工作多長時間，以及燃料耗盡的速度是多少等。經過複雜的運算和模擬實驗，終於得出了關於黑洞的數量和大小的最新數據，研究結果表明：宇宙的熵比之前估算的要多30倍。
“熵”表示一定範圍內物質的無序度的一個物理量，系統越無序、越混亂，熵就越大。熵是混亂度的一個度量，和品質沒有關係，熵增加不代表品質增加了，比如原來的幾個物體是有規律排列的，如果現在它排得更亂一些，那它的熵就增加了，但品質是不變的。根據熱力學第二定律，“熵”的增加就意味著無效能量的增加，有效能量的減少，導致宇宙不可挽回地走向混亂、荒廢。熵定律進一步認為，宇宙萬物都是從一定的價值與結構開始，然後不可挽回地走向混亂、荒廢。根據著名科學家羅伯特·維納的說法，當熵增加時，宇宙以及宇宙中所有封閉的體系都自然地趨向退化，並且失去它們的特性。
伊根說：“我們的計算包括了宇宙中所有物體的熵：恒星、恒星的光線，宇宙微波背景等。我們甚至對暗物質的熵也進行了估算，但超巨大黑洞的熵在宇宙熵中佔主要地位。當我們將新數據用於計算超巨大黑洞的數量和大小時，我們發現，實際上，我們所觀測到的宇宙的熵比以往計算的結果要大30倍。”萊恩威弗博士說：“一般觀點認為，我們周圍所能看到的所有的複雜結構，包括星系、恒星、颶風和生物，都有著增加宇宙的無序性的凈效應。但比起超巨大黑洞的熵，這點影響是微不足道的。”
研究人員的研究結果對地球生物及地外生命有著重要的意義。伊根說：“宇宙開始於一個低熵狀態，根據熱力學第二定律，從那時起，熵就不斷增加。了解這一點很重要，因為宇宙提供給生命(包括地球生命)的能量與宇宙的熵有著密切聯繫，“熵”的增加就意味著無效能量的增加，有效能量的減少。我們想知道宇宙中還有多少能量將提供給生命，以及這些能量在哪。此項研究的第一步是確定宇宙的熵，這就是我們所做的。”萊恩威弗博士表示，他們下一步的研究目標是計算：我們離宇宙耗盡所有能量和生命滅絕還有多長時間？
兩位博士的研究論文《估算宇宙的熵》將發表在《天體物理學》雜誌上。
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