Energiprincipen, universum och dess död.

Hallå!

Funderade lite på detta ang. energiprincipen som ju i princip säger att energi aldrig kan skapas eller förgöras. Detta sker alltså samtidigt som man sedan Hubbles tid verkar vara säkra på att universum hela tiden expanderar.
Vilket (jag tycker) logiskt sett borde tyda på att denna expansion antingen inte kommer vara för evigt(?) eller att energin helt enkelt blir så utspridd på ett fruktansvärt gigantiskt område och som hela tiden expanderar att vi till slut inte kommer kunna utnyttja den energin, vilket rimligtvis borde vara undergången, eller?

Tackar för svar.

Nu kan jag vara helt ute och cyklar, men eftersom energi bara är uträttat arbete, borde väl ytan i ett slutet system vara irrelevant?

Tänk dig ett gummiband du drar ut. ytan kanske ökar, men massan är densamma.

I allmän relativitetsteori gäller bara lagen om energins bevarande lokalt. Det betyder att den totala energin i universum får ändras med tiden (begreppet "total energi" är svårt att definiera, faktiskt). Så eftersom vakuum verkar ha en liten energi (det man kallar kosmologiska konstanten, det som får expansion att accelerera), så ökar energin i universum när det utvidgas. Vi kan ju såklart inte använda denna energi, men iaf.

Dock är dina funderingar kring att universum kanske kommer utvidgas för evigt rimliga, huruvida det händer handlar ytterst om densiteten i universum är stor nog för att gravitationen ska kunna övervinna expansionen (något som inte verkar vara fallet, har jag för mig men är inte alls säker på). Det som man i så fall tror kommer hända så småningom är att all användningsbar energi har omvandlats till värmeenergi (eftersom den totala entropin alltid ökar), och att hela universum så småningom kommer bestå av en jämnt tempererad termisk soppa. Detta scenario kallas värmedöden.

Intressant, vilket passande användarnamn då förresten.
Vet ni någonstans där man kan läsa lite om den s.k. ''värmedöden'' så får man mer än gärna lägga en post här i tråden.

Stort tack till svaren!

There you go:
http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Freeze

Jag rekommenderar Discoverys "How the universe works"

Bästa serien någonsin!

Det fetstilta är fel.
Den lilla energin som finns överallt i vakuum är den kosmiska bakgrundsstrålningen som uppstod när big bang-plasman svalnade ner till gastillstånd.


Det man kallar den kosmologiska konstanten är en konstant som Einstein slängde in i sin allmänna relativitetsteori för att han tyckte att universum skulle vara statiskt. Han förkastade den sedan efter Hubbles bevisning.

Man vet inte vad det är som får universums expansion att accelerera, men för att moderna teorier ska överensstämma med moderna observationer så skyller man det på mörk energi som man inte alls vet vad det är för något.

Det är rätt duktigt gjort att få ihop tre olika begrepp under namnet för ett av dem.

Nej, det där är delvis fel. Bakgrundsstrålningen finns där, men där är just strålning och beter sig på ett annat sätt en vakuumenergin (e.g. dess energi minskar då universum expanderar, vilket vakuumenergin inte gör).

Jepp, du har rätt i det historiska. Men saken är ju att moderna mätningar visar att den kosmologiska konstanten faktiskt finns där, och är positiv och väldigt liten. Se t.ex. wikipedia.

Denna "mörka energi" är precis vad en nollskild kosmologisk konstant innebär, och är exakt det jag skrev, dvs. en energi som själva vakuumet har. Att denna energi finns där är inte ett problem, eftersom vi från kvantfältteori vet att vakuum egentligen är ett "kokande hav av virtuella partiklar" vilket kan observeras t.ex. genom Casimir-effekten . Problemet är bara att kvantfältteori ger oss ett på tok för stort värde för denna energi, vilket leder till en alltför stor kosmologisk konstant. Ingen har egentligen en aning om varför kosmologiska konstanten har ett så litet värde men ändå inte är exakt noll. Detta är nog ett av de svåraste problemen i teoretisk fysik just nu. Supersymmetri kräver att vakuumenergin ska vara exakt noll, så kanske ett svar finns i hur supersymmetrin är bruten, men vad vet jag.