从热力学第二定律到第四定律:关于物理、生命、信息、认知的大统一...
发表于TheRoyalSocienty的综述文章介绍了一种扩展的物理学观点:通过加入热力学第四定律或最大熵产生定律(lawofmaximumentropyproduction,LMEP),加上第一定律时间平移对称性及自催化系统的关系本体的自指循环性,为统一物理、生命、信息和认知(心智)的大统一理论奠定了基础。这消解了“两条河流”的错误见...
宇宙最高温度能达到1.4亿亿亿亿摄氏度,最低却只有零下273.15
在国际单位制中,只有七个基本量,分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度。如果让你在这七个基本量选出几个来度量粒子运动的剧烈程度,你会选择哪几个呢?你不妨先这样想,一个粒子的质量是固定不变的。如果在单位时间内,这个粒子运动经过的距离越长,那么速度就越快。运动就表现得越剧烈。
你知道宇宙中最高温和最低温分别是多少吗?是如何测量出来的?
在热力学的描述中,温度的单位是开尔文(K),所以绝对零度的数值就是0K,如果换算成摄氏度的话,为—273.15摄氏度。这是根据理想气体状态方程推导出来的,也是理想气体的分子停止运动时的温度,而绝对零度之所以有两个小数点,这是由其本身的定义而决定的,1K被定义为绝对零度和纯水三相点温差的273.16分之一,因为水的...
热力学与量子力学在21世纪重新相遇
在国际单位制中有7个基本单位,其中6个已经可以在微观的原子层面定义。唯一的例外是温度,定义它所采用的玻尔兹曼常数,或者水的相变点,是相对宏观的。我们还无法采用一个更加微观的实验手段来定义温度。按照热力学的语言,温度反映的是分子的平均动能,而那些难以定义动能的系统,比如自旋系统,它的温度依赖性在这个定义...
既然宇宙诞生于138亿年前,那么在139亿年前,又存在什么呢?
首先,所有的冰冠或冰川都会融化,然后海洋开始蒸发。随着宇宙坍缩得越来越快,温度上升得越来越快,而且没有明确的限制。物质受到的压缩作用极为厉害,区分单个质子和中子已变得毫无意义,所存在的只是一种由夸克组成的等离子体。在最后那些时刻,引力成为占绝对优势的作用,它毫不留情地把物质和空间碾得粉碎。时空曲率不...
捍卫分子学说的物理巨人,倒在黎明前夜
简明的(4)式就像一支飞箭,给热力学的世界标注了“方向”(www.e993.com)2024年9月16日。虽然热力学的诞生有着浓厚的实践背景,但是她很快就发展为一门精巧的“唯象科学(phenomenologicalscience)”。热力学并不关心研究对象的微观结构,而是用诸如内能、熵和温度之类的状态函数刻画体系在接近平衡态时的宏观性质。热力学是如此的难以捉摸,她既能斩...
引力与宇宙学领域发展态势
考虑量子力学效应,基于弯曲时空量子场论可以发现黑洞具有一个确定的温度和正比于其视界面积的熵,因此黑洞也是一个热力学系统。黑洞的热力学熵由著名的贝肯斯坦??霍金熵公式给出其中,A是黑洞视界的面积,是玻尔兹曼常量,而表示约化普朗克常量,c是光速,G是牛顿万有引力常量。这一简洁优美的公式把物理学中...
超导百年:物理学“圣杯”是如何诞生的?
2.超导热力学效应1950年,俄罗斯科学家A.A.Abrikosov、VitalyLazarevichGinzburg和英国科学家AnthonyLeggett提出了超导热力学效应,认为超导就是一种量子体系中的热力学相变。冰热了化成水,水热了挥发成蒸汽,这个固体-液体-气体的过程就叫相变。超导体的电阻值,在临界温度下突然下降,而超导热力学效应的理论,可以...
高温也存在上限,它是宇宙最初的温度,也是孕育出宇宙的温度。
当分子速度为零,也就不具备动能,那么物质就达到了最低温度0K(K,热力学温度单位开尔文),即绝对零度,换算成摄氏度为-273.15度。绝对零度无法达到冰冷的冥王星,离太阳较远,最低温度可达到-248度。太空的背景温度为-270.3度,约为3K。宇宙诞生时温度极高,随之发生了爆炸,迅速膨胀,就像是炸弹爆炸,核心高温,随着能...
普朗克温度是什么?在它面前太阳如同一滴水,瞬间被融化
普朗克温度的含义与绝对零度相反,它是热力学上的最高温度,同时也代表着量子力学中一个极限的普朗克单位,科学家普遍认为,任何物质的温度一旦高于普朗克温度就会失去意义。普朗克温度也被认为是宇宙大爆炸时所产生的温度,在奇点发生了爆炸的一瞬间,宇宙的温度被上升至了极点,而这个极限温度也就是如今的普朗克温度,它定义...