הקיפאון הגדול

|300px
הקיפאון הגדול הוא תרחיש המתקשר לעוד תרחישים רבים אשר מנבאים את גורל היקום, אשר מנבאים את המשך ההתפשטות של היקום אל עבר האפס המוחלט בהתקדמות אסימפטוטית (ישרה). במילים אחרות, התפשטות היקום המואצת תוביל לבסוף לדילול ריכוז החומר ביקום, הפסקת יצירת כוכבים ולהתקררות היקום עד הטמפרטורה המינימלית.

 הגדרה 
תרחיש זה בשילוב תרחיש הקריעה הגדולה מסתמן כיום כהיפותזה המובילה. תרחיש זה, בהיעדר אנרגיה אפלה, אפשרי רק ביקום בעל גאומטריה שטוחה או היפרבולית. בהינתן קבוע קוסמולוגי חיובי, תרחיש זה אפשרי גם ליקום סגור, תאוריה שאומרת שהתפשטות היקום תיעצר ותחל להתכווץ חזרה לעבר נקודה אחת. בתרחיש זה כוכבים צפויים להמשיך להיווצר ב- עד- השנים הבאות, לאחר מכן מלאי הגז הנחוץ להתהוות כוכבים יאזל. בעוד הדלק עבור הכוכבים קיימים הולך ואוזל, היקום יהפך בהדרגה לקר ולחשוך יותר ויותר. לבסוף חורים שחורים יהוו את רוב העצמים בחלל, אך גם הם, עקב פליטה של קרינת הוקינג, יתאדו לבסוף. תרחיש נוסף המתקשר לכך הוא מות החום, שבו היקום יגיע למצב של אנטרופיה מקסימלית שבה הכל מבוזר ואין גרדיאנט, אשר נחוצים לתהליכי עיבוד מידע אשר צורה אחת שלהם היא חיים. תרחיש זה אפשרי בכל אחד משלושת המודלים אבל מחייב שהיקום יגיע לטמפרטורה מינמלית סופית. תנודות קוונטיות אקראיות או מנהור קוונטי יכולות לייצר מפץ גדול נוסף. לאורך כמות לא מוגבלת של זמן, תתרחש הפחתה ספונטנית של האנטרופיה על ידי משפט ההישנות של פואנקרה ותנודות תרמיות במרחב.

 מקור התרחיש 
תרחיש "הקיפאון הגדול" נובע מהחוק השני של התרמודינמיקה, חוק פיזיקלי בסיסי אשר גרסה אחת קובעת כי אנטרופיה נוטה להתגבר במערכת מבודדת. מהשערה זו מסיקים שאם היקום יתקיים למשך מספיק זמן, הוא ימשיך בצורה אסימפוטוטית אל עבר מצב שבו כל אנרגיה בסוף תתפזר.

הניחוש שלפיו כל הגופים ביקום יתקררו, שלבסוף יהיו קרים מדי מכדי לפתח חיים, גולה על ידי אסטרונום צרפתי בשם ז'אן סילבן באיי בשנת 1777.

על פי נקודת מבטו של באיי, לכל כוכבי הלכת יש חום פנימי וכרגע הם נמצאים בשלב מסוים של התקררות. צדק, לדוגמה, עדיין חם מכדי שיוצרו עליו חיים, בעוד שהירח כבר קר מדי.

השלב האחרון, מנקודת מבט זו נקרא "איזון" שבו כל תנועה בכוכב הלכת מפסיקה.

 היסטוריה 
רעיון תרחיש "הקיפאון הגדול" נבע מדיון הנובע מיישום שני החוקים הראשונים של התרמודינמיקה בתהליכים אוניברסליים. בשנת 1851, ויליאם תומפסון (לורד קלוין) שתיאר את הרעיון הזה בהתבסס על ניסויים קודמים על תורת החום הדינמית אמר: "חום הוא לא חומר, אלא צורה דינמית של תוצאה מכנית, אנו חייבים לדעת שחייבת להיות שקילות בין עבודה מכנית לבין חום, כמו בין סיבה ותוצאה".

בשנת 1852 פרסם תומפסון כתבה על המגמה האוניברסלית בטבע של בזבוז האנרגיה המכנית שבה הוא מתאר את היסודות הראשונים של החוק השני של התרמודינמיקה, מסוכמים על ידי ההשקפה שהתנודה המכנית והאנרגיה ששימשה להיווצרות תנודה זו, יטו להתפוגג או לדעוך, באופן טבעי. הרעיונות בכתבה זו, ביחס לגילה של השמש והדינמיקה של תפעול היקום, משכו את הדמיון של וויליאם רנקיין ושל הרמן פון הלמהולץ.

ראו גם
 גורל היקום
 העתיד הרחוק
 צורת היקום
 הקריעה הגדולה
חומר אפל
הקריסה הגדולה

 קישורים חיצוניים 

 התאוריה הדינמית של החום ttp://zapatopi.net/kelvin/papers/on_the_dynamical_theory_of_heat.html
 http://www.physlink.com/Education/AskExperts/ae181.cfm

הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:קוסמולוגיה