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暗物质与宇宙177-热力学第二定律

已有 149 次阅读 2024-9-18 20:31 |个人分类:暗物质与宇宙模型-第二版|系统分类:科研笔记

暗物质粒子由正反粒子构成,暗物质与正反粒子可以相互转化,这是解开现代物理与现代天文的唯一正确路径。热力学第二定律1传热机理

热力学第二定律表达的是热学现象中的方向性问题,根据热学现象中的具体不同过程,有不同的表达。克劳修斯从热传递的方向性来表达,其为:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,或者说,不可能使热量从低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。开尔文从机械能与内能转化过程的方向性来表达,其为:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不产生其他变化。

所有的宏观力都是表现为所有粒子相互作用的引力与斥力的差值,但宏观上只能表现为单一力,但这无法掩盖所有粒子都同时具有引力和斥力的事实。与传力机制类似,宏观上能量只是单向传递。由于粒子本身具有对称性破缺,一定向环境粒子辐射电磁波;同时环境粒子存在对称性破缺,粒子一定时时刻刻吸收电磁波。实际上,所有粒子都在不停地吸收并释放电磁波,这意味着每个粒子都在不停地吸收并释放能量。能量只能自发地从高温物体传到低温物体,是因为高温物体所释放的能量高于所吸收的能量,而低温物体所释放的能量低于所吸收的能量。

2传热佯谬

热力学第二定律认为,能量只能自发地从高温物体传向低温物体。从现象来看好像是这样,然而从本质上看并不是。

为了便于理解,先从热辐射入手。无论是根据暗物质正反粒子偶极子理论,还是现有理论,都不应该存在争议。所有的物质都时时刻刻吸收并释放电磁波。物质不会因为周围环境温度高而不释放电磁波,更不会因为电磁波来自比自己更低的温度环境而不吸收电磁波。

目前普遍认为物体或系统内的温度差,是热传导的必要条件。热传导实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击,而使能量从物体的高温部分传至低温部分,或由高温物体传给低温物体的过程。然而,即使没有任何温度差,分子热运动不会停止,互相撞击无法避免,热量在等温的物体间或等温的部位间仍不停传递。热量也不停相互传递,只是处于传热平衡的状态。另外,温度低物体分子和温度高物体分子均做热运动,碰撞是相互的,传热也是相互的。当然,相对低温物体,高温物体会释放更多的能量,而吸收更少能量。这时就显得能量只从高温物体传到低温物体。从本质上看,热传导与热辐射没有区别,所谓的分子热运动的相互碰撞都是通过热辐射参与的电磁作用。

热对流同时伴随着热传导。往往由于重力与密度差,使气体或液体形成规律的定向流动。这种物质整体规律定向流动加速了热传导的效率,但改变不了热量相互传递的规律,热量不仅能从高温物体传向低温物体,也能从低温物体传向高温物体,并且温度相同的物体间,热量传递也不会停止。

总之,无论任何传热途径,热量都能从高温物体传向低温物体,也能从低温物体传向高温物体。当然,相对低温物体,高温物体会释放更多的能量,而吸收更少能量,这时就显得能量只从高温物体传到低温物体。即使在温度相同的物体间,热量传递也永远不会停止。

3熵增佯谬

一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。这是热力学第二定律熵增描述。

熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年提出。最初是用来描述能量退化的物质状态参数之一,在热力学中有广泛的应用。但那时熵仅仅是一个可以通过热量改变来测定的物理量,其本质仍没有很好地解释。直到统计物理、信息论等一系列科学理论发展,熵的本质才逐渐被解释清楚,即熵的本质是一个系统内在的混乱程度

熵在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用,在不同的学科中也引申出更为具体的定义。按照数理思维从本质上说,这些具体的引申定义都是相互统一的,熵在这些领域都是十分重要的参量。

熵增定律是克劳修斯提出的热力学定律,克劳修斯引入了熵的概念来描述这种不可逆过程,即热量从高温物体流向低温物体是不可逆的。从效果上来看,这是不可置疑的,然而熵增却带来了重大误解。

熵增本质上是能量传递方向的描述。系统内高温物体放热熵减,低温物体吸热熵增。无电子的断键与键合,整个系统将趋于等温。熵增如果描述整个孤立系统的能量增加就违背了能量守恒。孤立系统中的能量守恒不容置疑。

4周期佯谬

热力学第二定律指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原,要使系统从终态回到初态必须借助外界的作用。

热量总会从温度较高的物体流向温度较低的物体。如果没有任何的物相变化,整个宇宙的温度就都相同了,陷入一片死寂。

然而,自然界一切事物都具有一定的周期性,银河系有自己的周期,太阳有自己的周期,地球有自己的周期,宇宙万物都有各自周期,这意味着一切事物都可以自行复原。

从整个宇宙范围开始,宇宙中星云不断形成恒星,恒星不断演化成为黑洞,黑洞不断吸积物质和能量并成为宇宙清道夫,将一切吸积的物质再次复原为星云。这样只是整个宇宙永久有序循环。当然,在这个过程中伴随着行星等冷态物质,但这些冷态物质也无法逃脱星云-恒星-黑洞-星云的有序循环。

宇宙能够周而复始地循环,万有引力定律起到至关重要的作用。一旦没有万有引力,世界将变得杂乱无章,一片混沌。

由于万有引力作用,物质才能成团成系分布,这为星云成团与不断吸积提供可能。

由于万有引力作用,星云才能被凝结核不断吸积,这为恒星形成提供可能。

由于万有引力作用,黑洞不仅能不断吸积,而且能形成巨大压力,将各种物质复原为中子,这为星云再生提供可能。

另外一个就是核聚变起关键作用,如果没有核聚变,宇宙将变成一个等温世界。最终变成一片死寂。由于核聚变,把冷态物质变成了热态物质,使宇宙变得热情似火,一片生机。

最后一个就是黑洞巨大旋转速度与压力。由于巨大旋转速度。使黑洞成为薄片化结构,才使得黑洞的引力也成为薄片化;进而环向产生巨大压力,而使万物压成中子;同时法向微小的压力,法向和环向巨大压强差能够使中子不时喷流而出,为氢气再生提供可能。

核聚变和黑洞的巨大旋转速度与压力归根结底还是万有引力。由于万有引力,宇宙中物质成团成系分布,以星云-恒星-黑洞-星云的方式有序循环。

至于其他事物,都是星云-恒星-黑洞-星云大循环的小插曲。但各种小插曲也都有各自的周期。但无论怎样循环,物质和能量永久守恒,并在万有引力的驱使下,不断复原到原点,周而复始的循环,永不停歇!

总之,由于万有引力,物质才能成团成系分布,这为星云成团与不断吸积提供可能;星云才能被凝结核不断吸积,这为恒星形成提供可能;黑洞不仅能不断吸积,而且能形成巨大压力,将各种物质复原为中子,为星云再生提供可能。由于万有引力作用,宇宙才以星云-恒星-黑洞-星云的方式有序循环。

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