torsdag 19 november 2015

Universums öde enligt termodynamiken

-Å ena sidan kan man hänvisa till Boltzmanns teori som hävdar att energi alltid tenderar att flöda från ett varmare till ett kallare område. I filmen illustrerade de detta genom att föreställa sig en varm metallbit på bordet. Atomerna i metallbiten rörde sig betydligt mycket mer än bordets atomer (då hade högre temperatur --> högre "medel kinetiskenergi") och därför kommer atomerna i metallen (som är i "kontakt" med atomerna i bordet att kollidera). Under kollisionen kommer energi att överföras från metallbitens atomer (från det varma) till bordets atomer (till det kalla)

-Å andra sidan skulle man kunna koppla detta till Termodynamikens andra sats som framhäver att entropin alltid antingen är oförändrad eller högre (ingen tillsatt energi). Detta kan återigen förklaras med ovanstående exempel. Om metallbiten stod kvar på bordet tillräckligt länge skulle den svalna samtidigt som omgivningen samt bordet skulle värmas upp. Energi har överförts från den ordnade metallbiten till en alltmer oordnade omgivningen. Det skulle vara fysiskt omöjligt för värme att överföras från bordet samt omgivningen till metallbiten. Därför kan inte entropin minska (om man inte tillsätter energi). 

-Dessutom har vi Termodynamikens första sats som säger att energi varken kan förstöras eller skapas utan den kan bara överföras eller omvandlas. Mängden energi i universum är således konstant. Däremot är vissa energi överförningar omöjliga idag. Man kan nämligen inte överföra värmeenergi till rörelseenergi (tvärtom fungerar det). Detta tyder på att energin helt och hållet kommer att vara oanvändbar efter en extremt lång period då all energi kommer att överföras till värmeenergi. Hur kommer en värld se ut utan rörelseenergi?

-I filmen tog de även upp atommodellen som syftade på att allt runt omkring oss var uppbyggt av fundamentala partiklar, atomer. Atomer är ständigt i rörelse (förutom vid absoluta nollpunkten) och detta innebär att platser med packade atomer kommer att leda till att flera atomer kolliderar med varandra och på så sätt stöter bort varandra så att de hamnar längre ifrån varandra. Detta leder till att atomer tenderar att inte stanna nära varandra då de hela tiden "stör" varandra. Därför rör sig atomer från lägre entropi till högre entropi (färre "störningar" sker vid högre entropi och atomen behåller sin plats).

 -->Sammanfattningsvis bygger universums öde på att vi kommer att uppnå en maximal entropi. Formeln: s'(t)= ds/dt≥0 tyder på att entropin endast kan ökas eller stanna som den är, den kan inte minskas. Därför kommer ödet att vara att alla partiklar kommer att vara så utspridda som möjligt. I samma volym kommer det alltid att finnas exakt lika många partiklar i universum. Dessutom kommer all energi att vara "oanvändbar" då all energi kommer att ha övergått till värmeenergi och hur ska vi röra på oss utan kinetisk energi? Liv i Universum kommer inte att existera och universum kommer att vara som sagt kaotisk. "Vi försöker bevara ordning i ett oordnat universum."