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La morte termica dell’universo

L'Universo, per quello che risulta fino a questo momento, è un sistema isolato. Non scambia calore con l'esterno (ammesso che esista un "esterno") e quindi potrebbe anche essere adiabatico.

Lo dobbiamo immaginare come un enorme serbatoio dal quale enne processi cosmologici attingono energia affinché possa avvenire un cambiamento di stato. Essi scambiano calore passando da un sistema più energetico ed ordinato, ad uno meno energetico e disordinato. Il passaggio di stato comporta che il sistema assuma una certa temperatura. Per esempio, la temperatura misurata di una stella. Quanta energia consuma la stella per generare quella temperatura?

Dove \(dQ\) rappresenta la variazione di calore scambiato con l’ambiente dello spazio in Joule e \(T\) la temperatura assoluta \(°Kelvin\) raggiunta. Si chiama Entropia \( \left[ {J\over K}\right] \).

Questa quantità, una volta generata, non potrà più essere recuperata in quanto occorrerebbe spendere ulteriore energia per riportare il sistema allo stato precedente. Essa è una forma di energia che non potrà mai più produrre lavoro e trasformazioni di stato.

Ogni stella, pianeta eccetera, continuerà ad aggiungere il suo contributo di Entropia nel tempo. Le stelle, quindi, come qualunque altro processo cosmologico spendono energia per incrementare l’Entropia totale dell’Universo.

Il serbatoio di energia dell’Universo si svuoterà mentre si riempirà sempre di più quello dell’Entropia. È evidente che l’Entropia può solo aumentare in quanto il consumo di energia può avvenire solo verso una direzione.

Molto spesso sentiamo parlare di Freccia del Tempo. Significa che la rottura di una tazzina di ceramica che cade sul pavimento non potrà ritornare, magicamente, sul tavolo, ricomponendosi, perché la causa deve sempre precedere l’effetto. Quindi il sistema non potrà più essere riportato come prima senza consumare altra preziosa energia.

Alla fine, l’Universo svuoterà, completamente, il suo serbatoio di energia. La temperatura tenderà ad uniformarsi ovunque. Qualunque punto dell’Universo, prendessimo in considerazione, non riuscirà più a generare nessun passaggio di stato, nessuno scambio di calore e nessuna temperatura aggiuntiva al sistema.

Però, è dimostrato, che l’Universo accelera la sua espansione e continuerà ad estendersi. La temperatura, anche se uniforme, tenderà sempre più allo zero assoluto \(0° K\). Diventerà un universo freddo e buio. L’Universo raggiungerà quello stadio finale chiamato “Morte termica dell’Universo”.

(Antonello Di Gioia)

Antonello Di Gioia

Web Designer / Windows System Manager and Network Manager / Physics enthusiast

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