麦克斯韦妖?物理学界中假想存在的妖怪

作者:小菜 更新时间:2024-07-27 点击数:
简介:妖怪之类的从来都只存在于古代的传说中,科学告诉我们世界上是不可能存在妖怪这种生物的。

然而在物理学界,居然有个假想出来的妖,叫做麦克斯韦妖,而这究竟又是个什么东西呢?物理学界假想的妖这个所谓的妖怪是与热力学第二定律有关的,这个定律的表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换

【菜科解读】

妖怪之类的从来都只存在于古代的传说中,科学告诉我们世界上是不可能存在妖怪这种生物的。

然而在物理学界,居然有个假想出来的妖,叫做麦克斯韦妖,而这究竟又是个什么东西呢?物理学界假想的妖这个所谓的“妖怪”是与热力学第二定律有关的,这个定律的表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

麦克斯韦妖 物理学界中假想存在的妖怪

在1871年,物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性,而设想了这样的一个妖怪,它能够探测并控制单个分子的运动。

这个妖的出现,是由于麦克斯韦意识到了自然界存在有一种与熵增加相抵抗的能量控制机制,而这个熵是热力学中的单位,它的物理意义是表示体系混乱程度的度量。

但又由于麦克斯韦没有办法清晰的说明这种机制究竟是怎样的,就干脆假想除了一个妖怪,这也就是物理学中的妖了,它能够按照某种秩序好规则,吧作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。

麦克斯韦妖 物理学界中假想存在的妖怪

第二类永动机我们知道永动机是不可能存在的,于是人们想到了第二类永动机,这个麦克斯韦妖就是第二类永动机的范例。

人们想着,是否能够设计出一类从海洋、大气甚至是宇宙中西区热量的装置。

而这个装置所吸收的热量最终是能够作为驱动永动机的源头,于是后来在1881年,有个叫做约翰·嘎姆吉开始着手设计了一个装置,这一装置利用海水的热量将液氨汽化,推动机械运转。

但是这一装置无法持续运转,因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化,因而不能完成循环。

麦克斯韦妖 物理学界中假想存在的妖怪

而热力学第二定律的内容,说明了第二类永动机的不可能,所以物理学界的这个妖怪,也只能存在于假想之中,不可能真是存在。

外星人的联络请求?地球连续35年收到神奇规律性信号,到底是什么

外星人的请求?外星人的联络请求?地球连续35年收到神奇规律性信号,到底是什么?国际著名期刊《自然》一篇题为《三十年的长周期无线电瞬变活动》的研究在杂志上刊发。

研究人员发现,至少从1988年起,一个神奇的外宇宙来源不断以22分钟的频率定期向地球发射无线电波。

然而,研究人员并不知道这些神奇信号的源头是什么,因为其电波的性质并不符合世界上任何已知的理论和模型。

而目前我们所观测到的这种脉冲信号,统称为:快速射电暴。

快速射电暴从1987年开始,地球上的一些射电望远镜就开始探测到一些来自遥远宇宙的短暂而强烈的无线电波脉冲,这些脉冲被称为快速射电暴Fast Radio Bursts,FRB。

快速射电暴持续时间极短,通常只有几毫秒,但能够释放出相当于太阳在一整天内释放的能量。

快速射电暴的起源和物理机制目前还不清楚,有多种可能的理论模型来解释它们,如中子星合并、磁星爆发、超新星遗迹、黑洞碰撞等。

快速射电暴有两种类型:单次爆发和重复爆发。

单次爆发只出现一次,而重复爆发则在同一位置多次出现。

目前已经探测到的快速射电暴中,大部分是单次爆发,只有不到10例是重复爆发。

重复爆发的快速射电暴中,有一例特别引人注目,这个射电源被命名为GPM J1839−10,它位于距离地球约1.5万光年的银河系内。

GPM J1839−10的脉冲周期为1320秒22分钟,期间有一个400秒的窗口,爆发会持续30到300秒。

GPM J1839−10的脉冲亮度约为0.1焦耳/赫兹,相当于太阳在射电波段的亮度。

GPM J1839−10的脉冲信号最早可上溯到1988年,至今已经持续了30多年,是目前已知最长寿命的射电瞬变源。

三十年的长周期无线电瞬变活动与快速射电暴有什么关系?高能物理现象相似之处在于,它们都是一种高能天体物理现象,呈现瞬态电波脉冲,来自河外或宇宙学起源。

快速射电暴是一种高能天体物理现象,呈现瞬态电波脉冲,仅维持数毫秒的爆发。

快速射电暴的特征主要包括以下几个方面:持续时间:快速射电暴的持续时间通常在几毫秒到几十毫秒之间,最短的只有0.3毫秒,最长的也不超过30毫秒。

色散量:快速射电暴的色散量是指不同频率的无线电波到达地球的时间延迟,它反映了无线电波在传播过程中经过了多少自由电子。

快速射电暴的色散量通常在几百到几千之间,远远超过银河系星际介质的贡献,表明它们是河外或宇宙学起源。

亮度:快速射电暴的亮度是指其在某一频率下的辐射强度,它反映了其释放能量的大小。

快速射电暴的亮度通常在几百到几千之间,是目前已知最亮的射电天体现象之一。

偏振:快速射电暴的偏振是指其无线电波振动方向的规律性,它反映了其辐射机制和传播环境。

快速射电暴的偏振可以分为线偏振和圆偏振,其中线偏振表明无线电波振动方向固定或变化缓慢,圆偏振表明无线电波振动方向以螺旋形变化。

快速射电暴中有些具有较高的线偏振或圆偏振,有些则没有明显的偏振。

频谱:快速射电暴的频谱是指其在不同频率下的辐射强度分布,它反映了其辐射范围和特征。

快速射电暴的频谱可以分为平滑和结构化两种,其中平滑表明其辐射强度随频率变化平缓或无规律,结构化表明其辐射强度随频率变化出现峰谷或周期性。

快速射电暴中有些具有平滑或结构化的频谱,有些则没有明确的频谱形状。

单次爆发和重复爆发单次爆发:单次爆发是指只出现一次,没有重复观测到的快速射电暴。

单次爆发占据了大多数已探测到的快速射电暴样本,它们可能是由一次性或不可逆转的事件产生,如中子星合并、黑洞碰撞等。

单次爆发通常具有较低的色散量、较高的亮度、较弱或无偏振、较平滑或无规律的频谱等特征。

重复爆发:重复爆发是指在同一位置多次出现,有重复观测到的快速射电暴。

重复爆发占据了少数已探测到的快速射电暴样本,它们可能是由可重复或可逆转的事件产生,如磁星爆发、脉冲星风暴等。

重复爆发通常具有较高的色散量、较低的亮度、较强或有规律的偏振、较结构化或有周期性的频谱等特征。

外星人的信号?从科学的角度来看,规律性射电暴更可能是由自然的物理过程产生,而不是由智能生命设计 。

一方面,规律性射电暴的周期性并不完全稳定,而是存在一定的变化和不确定性 。

如果它们是由外星人发送的信号,那么应该具有更精确和固定的时间模式。

另一方面,规律性射电暴的频谱和偏振也并不完全平滑和规则,而是存在一定的结构和变化 。

如果它们是由外星人发送的信号,那么应该具有更简单和明确的信息编码方式。

此外,规律性射电暴所在的位置和环境也并不适合智能生命存在和发展 。

FRB 121102位于一个矮星系内,该星系可能经历了近期的太阳形成活动和超新星爆发 。

FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内,该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团。

FRB 180916.J0158+65位于一个螺旋星系内,该星系可能存在一个中等质量黑洞或一个致密太阳团 。

这些环境都具有极端的温度、密度、磁场和辐射,对智能生命的生存和通信都不利。

本文总结因此,规律性射电暴更可能是由某种天体物理机制产生,而不是由外星人发送的信号。

一种可能的解释是,规律性射电暴源体是一种高速自转的高磁场中子星,即磁星 。

磁星会不定期地发生强烈的磁场重构,导致其表面和外层发生剧烈的震动和裂变,从而产生快速射电暴 。

磁星的自转周期和轨道周期可能会影响其磁场重构的频率和强度,从而导致其快速射电暴呈现出一定的周期性 。

虽然GPM J1839−10可能不是外星人发送的信号,但是毫无疑问的是,宇宙的浩瀚,存在着无数的文明和星球,只不过目前人类还没有发现为止,我们更加研发更加先进的技术,去寻找外星文明,而不是让他们发现地球的存在。

#所见所得,都很科学##地球连续35年收到神奇规律性信号#

求偶现象是物理信息么?150个生活中的物理现象及原理

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重在动作,如何样区分物理信息和行为信息,如翅膀震动摩擦等。

求偶现象是物理信息么,今天101教育小编为同学们整理了行为信息和物理信息如何区分,所以是行为信息。

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昆虫发出的声音是行为信息,正确的是A.雄鸟的求偶炫耀属于物理信息B.植物都通过化学物质传递信息C.信息传递可以调节物种的种间关系D.信息沿食物链从低营养级向高营养级传递e卷通组卷如何样区分物理信息和行为信息,化学信息和行为信息生态系统中含有各种各样的信息。

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