宇宙的能量到哪里去,宇宙是真空的

如果有人问 , 我们做的工作产生的能量在哪里?根据能量守恒定律 , 物质是不灭的 , 宇宙中的恒星每时每刻都在不断向宇宙中释放巨大的能量 , 也就是光和热 , 包括磁场和磁力 。这些是恒星一直释放到太空中的电磁辐射 。最初的想法 , 我认为宇宙的能量来源于空间的坍缩 , 能量是由空间的坍缩引起的 。
宇宙是真空的 , 那“光”在宇宙中损失的能量到哪里去了?为什么?

宇宙的能量到哪里去,宇宙是真空的


宇宙是真空的?这句话是不严格的 。在光传播的路上 , 有很多星际尘埃 。所以 , 对于一束光来说 , 这里有非常多的光子 。这些光子与星际尘埃相互碰撞 , 就容易被吸收或者被散射 。这样 , 一束光的强度会越来越弱 。这个事情其实与量子力学没有关系 , 我们在这里说的光也不是单光子 。这个过程就是你在地球上用手电筒照射太空 , 你会发现这个手电筒的光传播的距离越远 , 光强肯定是越弱的 。
除了前面说的星际尘埃的吸收与散射 , 本身这种经典光都有发散角度 , 距离越远发散的越大 , 光强就会减弱 。其次 , 如果说到单光子 , 那么宇宙是在膨胀的 , 在单光子传播的过程中 , 光子的波长会随着空间的膨胀而变长 , 相当于说光子的能量在减少 。因为光子的能量与光子的波长成反比 。所以 , 单光子能量的减少与宇宙是不是真空没有关系 , 而是与宇宙空间的膨胀没有关系 。
宇宙的能量从哪里来?
宇宙的能量到哪里去,宇宙是真空的


【宇宙的能量到哪里去,宇宙是真空的】“砰”的一下 , 就炸出来了一个宇宙 , 产生了这么多物质和天体 , 而且这些天体今天在宇宙中还在飞跑 , 那得多少能量啊!这些能量都是哪里来的呢?其实在宇宙中 , 爆炸是经常发生的 , 而且也不一定要从外边提供什么能量 。比如 , 大家都听说过超新星爆发 , 而超新星爆发就不需要外部提供能量 , 它自己就爆炸了 。简单地说 , 如果有一大团物质 , 在自身的引力作用下就会发生收缩 , 我们叫做引力塌缩 。
在这个收缩过程中 , 引力势能转化成为了物质的动能 , 所以在没有其它事情发生的情况下 , 这些高速运动的物质最后就会撞在一起 , 发生一个剧烈的爆炸 。但是这并不是我们看到的超新星爆发 , 原因在于 , 这一团物质收缩的过程中的确会发生其它事情 , 比如形成了恒星和行星 , 我们的太阳系就是这么形成的 。恒星是靠它内部的核聚变产生能量来抵抗进一步的引力收缩 , 但是恒星内部的核聚变过程最终是会停止的 , 失去了内部能源的恒星只好继续做引力塌缩 。
接下去就有两个可能了 , 一个可能就是在中心首先形成了一个黑洞 , 那么剩下的物质跑到了黑洞视界面就直接进去了 , 所以不会发生超新星爆发 , 银河系内的有些黑洞就是这么形成的 , 这我们在关于黑洞的那个小讲里面说过 。但是如果中心先形成了一个中子星 , 外面的物质并不知道 , 仍然高速冲进去 , 撞到了中子星的很硬的表面 , 就被反弹回去 , 这就是超新星爆发!所以产生超新星爆发并不需要额外提供能量 。

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