摘要前人探索宇宙未来的道路是曲折的。本文从热力学第二定律的提出开始讨论，简单概括了前人从熵增加原理上对宇宙未来的观点，并且分析了前人得出结论的局限性，简单总结了现代宇宙学对宇宙未来所研究的进展成果，在其基础之上提出了自己的一些猜想，认为宇宙有可能是在周期变化的。44281

It is tortuous to predecessors to explore the future of universe . This article starts to discuss from the birth of the second law of thermodynamics. It also analyses the limitations of the view and summarizes the research findings of the modern cosmology. Then basing on it I put forward a conjecture which is that the evolution of the universe is periodic.

毕业论文关键词：热寂； 膨胀； 宇宙；未来

Keyword: heat death； expansion； universe；future

目    录

引言 4

1.什么是热寂？ 4

2.前人对热寂的研究。 5

3.玻尔兹曼的观点 6

4.在膨胀的宇宙 7

5.熵增加原理的局限性 8

6.两大假说与暗物质、暗能量 9

７.关于大爆炸的疑问 9

8、宇宙未来的猜想 10

参考文献 10

致谢 11

引言

克劳修斯在1865年提出热力学第二定律，熵增加原理，随之就将这个定律推广到宇宙，预言宇宙的未来将会呈现一种没有热交换完全死寂的热寂现象。一百多年来，科学家们为此争论不休，目前也没有得出一个十分明确的答案。但是如今近现代宇宙学发展迅速，在宇宙大爆炸理论提出来之后，热寂说显得有许多漏洞与局限性。从现在的宇宙学来看热寂说，宇宙的未来一直是一个问题，如果宇宙不是像克劳修斯预言的那样热寂，那么宇宙的未来会是什么。经过不断地探索，宇宙学家们渐渐得出一些结论。

1.什么是热寂？

什么是热寂？在这里我举个简单的例子来细致地阐述一下热寂现象：我们假设以地日系为一个封闭的整体，太阳每天在向地球辐射热量，这些热量一部分被地球吸表面吸收，而另一部分被地球上的植物吸收转化为化学能；而化学能这些化学能一部分通过植物的呼吸作用，转化为热能，另一部分通过食物链转化为更高级别的消费者的化学能；这些消费者通过运动，将一部分化学能最终转化为热能，而另一部分残留在死去的消费者体内的化学能最后被微生物分解，还是成为了热能；微生物也需要运动，体能的化学能又是成为了热能，而残留在微生物体内的那些较少的化学能，被其他微生物分解，最终还是成为了热能。如果将时间推向无穷大，那么我们在这个过程中可以得出一个规律，所有形式的能，最终都归为热能，如果从日地系的起点和终点来看，可以表述为太阳给予地球的太阳能最终都成为了热能。然而，千百万年来，地球源源不断地在向太阳摄取太阳能，那地球为什么没有变得越来越热呢？按这样的说法，应该每年的平均温度都会往上涨好几度，而事实上并没有。

   那么问题就来了，地球为什么没有急剧变热呢？那是因为地球向太阳摄取的热量全都散发到日地系中去了（把日地系看成一个封闭孤立的整体的话），目前为止，地球的散热与吸热每个周期都保持平衡，所以地球才没有变得越来越热。而从另一个角度来看，日地系确实变得越来越热了，因为无论是何种形式的能量，通过何种办法，都最终转化成了热能。如果把这个想法推广到宇宙，如果可以把宇宙看做一个封闭的，孤立的系统，那么随着时间的推移，宇宙中的能量就会逐渐趋向于热量，那么最终，宇宙就会达到一种没有能量变化的热寂状态。这就是热寂。