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引力质量“麦克斯韦妖”终结“热寂说”与黑洞
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刘岳泉
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“麦克斯韦妖”的提出与疑难﹕
1871年,麦克斯韦(J.Maxwell)曾以“麦克斯韦妖”给热力学第二定律提出了一难题。他设想:一个容器分为A和B两部分,中间有一小孔,有一个小精灵能打开孔道,使快分子从A跑到B,慢分子从B跑到A,这样就在不消耗能量的情况下,使B温度升高,A温度下降。这样一来,热量自动从低温部分传向高温部分,系统的熵降低了,热力学第二定律受到了挑战。人们称这个小精灵为“麦克斯韦妖”。
刘岳泉
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这个主题贴在理论吧被系统封号两次,真不知道这种贴子在哪里违规竟然两次禁发,只好把主贴内容分几次到这里试发,终于成功了。
刘岳泉
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一百年来,“麦克斯韦妖”对许多物理学家一直有很大的诱惑力。麦克斯韦认为,只有当我们能够处理的只是大块的物体而无法看出或处理借以构成物体分离的分子时,热力学第二定律才是正确的,并由此提出应当对热力学第二定律的应用范围加以限制。
然而1929年,匈牙利物理学家西拉德揭开了“麦克斯韦妖”之谜。他指出:麦克斯韦妖有获得和储存分子运动信息的能力,它靠信息来干预系统,使它逆着自然界的自发方向进行。1951年布里渊更明确指出,妖精要识别分子,它必须有一个温度与环境不同的微型光源去照亮分子,这就要输入能量,按现代的观点,信息就是负熵,正是麦克斯韦妖将负熵输给了系统,才降低了系统的总熵。麦克斯韦妖正是以此为代价,才获得了所需要的信息(即负熵)的这额外的熵的产生,补偿了系统里熵的减少,从而引起熵的增加。他由此断言妖精是不存在的。
刘岳泉
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其实,正是麦克斯韦妖将负熵输给了系统,才降低了系统的总熵。但是,如果这个负熵可以无限地输给系统,使整个系统永远保持在正负相抵处于“零熵”的平衡状态,这妖精不就客观存在了吗?牛顿引力场正好充当这种妖精角色。不过这里“输入”的并不是什么信息,而是以太运动有序化产生的引力场结合能(即负值势能)。
在一个恒星内部,氢原子或质子等实物粒子的平均能量总是低于它所处引力场的势能,才可以长期被束缚在引力场之中。这样,被束缚的粒子能量就是负熵,当它们发生碰撞产生的热辐就可以逃出引力场之外而成为正熵,没有负熵的输出就无法使体系的熵增加,所以引力场能确保熵能处于零平衡状态。
刘岳泉
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当热辐射增加时,粒子自动向引力场中心靠近,粒子的引力质量减少而惯性质量增加运动加快温度升高,恒星不断向外发射光子而惯性质量不断减少,总系统仍处于熵的零平衡状态。在这一过程中,引力质量不断转化为惯性质量又使恒星的引力不断减小,最后恒星不断发生引力收缩而质量全被辐射的光子带走了,还有什么来构成“黑洞”物质?
曾经的霍金黑洞蒸发论被理论物理界的很多人如获至宝,而这么简单的原理为什么就都不明白?引力塌缩使粒子运动加速温度升高而辐射能量也同时使质量减少,如何才会使黑洞内部的温度低于3k?
这里一切的一切,都是引力场以太物质从无序向有序转化以能量的形式登场,在恒星内部变成更复杂的物质结构,同时向外辐射光子,一方面光子波面以太物质的弥散损失使能量不断衰减,平均经历约1600亿光年的长途拔涉而使恒星光谱以2.7k黑体辐射的面目出现。另一方面,被辐射的光子又可以在别处促进局域过程有序化组合成新的物质形式,新的星云开始形成而进入新的天体演化过程,整个宇宙始终维持在局部的不平衡状态,确保宇宙物质和能量大循环而生生不息永无止境。
刘岳泉
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现在的问题的核心是,在 “麦克斯韦妖”中物质的运动为什么必然会出现有序化、甚至出现最高形态有序化的生命体?这就是数理随机样本中所存在的小概率必然性。
热力学中的温度虽然指的是分子运动每个自由度的平均能量,但分子的真实动动状态却按随机概率的麦克斯韦速度分布,在黑体辐射曾经还出现过所谓“紫外灾难”呢,这种高能量态就是概率论中的有序化基础。
在天体演化过程中,首先是物质的热运动相当低,以至于它们相互之间几乎没有碰撞而扩散的可能,后来它们开始聚集逐步形成巨大的分子云,这时自然形成的引力场允许其内部粒子相互碰撞被引力束缚而不至于扩散,于是这些参与热运动的分子损失一部份质量而产生热辐射,随之温度降低分子云引力收缩,再内部结合能增加分子下落运动加剧温度又随之进一步升高,如此往返循环。
在分子云收缩过程中,粒子势能的改变总是只有一半被以热辐射的方式传递出去,而另半则是用于增加热运动抵抗进一步的引力收缩达到新的动态平衡,这就是为什么越是引力收缩而天体温度越高的根本原因,温度高到一定程度又引发新的核聚变和超新星的爆发。
刘岳泉
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@王飞cn
:最后劝你一次放弃永动机。你不知道你的反渗透膜需要消耗多少能量,热力学定律本身没有错,错的是他们没有考虑到热源本身就来自于引力场中产生的负熵,而你想从环境中人为提取负熵是注定要失败的。
刘岳泉
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其实我这个主题也是续写十年论文中所遇到的另一个疑难,那就是天体演化到超新星爆发后能量的进一步释放问题,最后爆发为铁核小行星碎片还是中子星磁场能量的无限释放最后为自由中子再衰变成氢原子?
因为我这论文不仅要解决物质结构及其力学本源问题,而且还要解决整个宇宙学物质与能量大循环的根本性问题。
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