Коли у Всесвіті закінчиться енергія 1 Квітня 2015
Нам здається, що добрі часи триватимуть вічно і нам не варто заощаджувати енергію. Але ентропія зростає, і зрештою завдяки їй у нашому Всесвіті не залишиться корисної енергії. Завдяки вкладу поколінь динозаврів та їхніх друзів-рослин, ми маємо паливо, яке можна спалювати. Якщо ми колись позбавимося своєї залежності від цих видів палива, ми почнемо використовувати відновлювані джерела на кшталт сонця, вітру, припливів і відливів, геотермальної та гідротермальної енергії. І якщо фізики почнуть робити корисні речі, ми зможемо використати та приборкати міць Сонця та генерувати необмежену кількість енергії під час термоядерного синтезу, використовуючи вічний водень у всіх світових океанах.
Ми ніколи не вичерпуємо H+. Водню дуже багато. 75% маси баріонної матерії Всесвіту припадає на цього однопротонного друга. За ним йдуть гелій та літій, і ми із задоволенням будемо використовувати ці матеріали у наших футуристичних термоядерних реакторах. Це точно буде.
Все йде до того, що добрі часи ніколи не закінчаться. Поки в нас буде енергія для спалювання, ми ніколи не потребуватимемо. Якщо збільшувати масштаби нашого споживання, то все виглядає фантастично. Океанічні лайнери розміром з Кіліманджаро втілюватимуть наші найсміливіші фантазії, колосальні мегазбудування, орбітальні казино, де життя буде дешевим і приємним. Ми будуватимемо великі будівлі, і хмарочоси в Дубаї здаватимуться нам архаїчними. На жаль, наївно вважати, що так буде вічно. Якось хороші часи закінчаться. Не скоро, але у віддаленому майбутньому всю енергію Всесвіту буде витрачено і не знайдеться навіть одного електрона, який зможе запалити світлодіодну лампу.
Астрономидавно роздумують про далеке майбутнє Всесвіту. Одного разу всі основні зірки використовують свій водень і стануть холодними білими карликами, і навіть тьмяні червоні карлики спалять свій водень. Коли галактики самі собою не зможуть більше робити зірки. Коли вся речовина Всесвіту буде поглинена чорними дірками або охолоне до температури мікрохвильового фону Всесвіту.
Чорні дірки самі по собі випаровуються, повільно зникають протягом багатьох епох, допоки не стануть чистою енергією. Останній протон матерії розпадеться на енергію та розчиниться. Може бути. У цьому ніхто не впевнений. Якщо ви доведете це, вам забезпечено Нобелівську премію, якщо що.
Весь цей час Всесвіт розширювався, поширюючи матерію та енергію, розтягуючись і віддаляючись. Загадкова темна матерія призводила до того, що розширення Всесвіту прискорюється, матеріал розтягується, поки одні тільки фотони не будуть розтягнуті на світлові роки. Такою є ентропія, прагнення енергії до рівномірного розподілу. Після того, як взагалі все стане однаковою температури, ви досягнете максимальної ентропії, і подальшу роботу просто неможливо буде провести.
Це явище відоме як теплова смерть Всесвіту. Температура всього Всесвіту буде нескінченно малою часткою градуса вище за абсолютного нуля. Момент, коли з атома більше не можна витягти жодної енергії і ніякої роботи не зробити. У нашому Всесвіті просто вичерпається корисна енергія.
Що цікаво, енергії буде стільки ж, скільки було з самого початку, але вона буде розподілена по всьому Всесвіту, скрізь. Це станеться не скоро. Пройдуть трильйони років, перш ніж останні зірки помруть, і зовсім незрозуміло, скільки часу знадобиться, перш ніж випаруються чорні дірки. Ми також не знаємо, чи є у протонів взагалі можливість розпаду. Алетеплова смерть – наше неминуче майбутнє.
Є й добрі новини. Весь Всесвіт може опуститися до нового енергетичного стану. Якщо ми чекатимемо досить довго, Всесвіт може мимоволі генерувати нову версію себе за допомогою квантових флуктуацій. Враховуючи нескінченну кількість часу, хто знає, що може статися.
Паліть останки динозаврів! Насолоджуйтесь світлом Сонця та дзижчанням свого настільного термоядерного реактора. Ваші далекі нащадки будуть заздрити вашій марнотратності, оскільки їм доведеться тулитися навколо згасаючого тепла останніх чорних дірок, сподіваючись, що з'явиться новий Всесвіт.
На які грандіозні речі може йти наша енергія надалі? Давайте припустимо.