No relógio cósmico, os ponteiros marcham incansavelmente em direção ao fim dos tempos. A cada segundo que passa, o movimento de cada átomo e partícula existente nos guia para os capítulos finais do Universo.
Dentre os possíveis cenários com os quais nosso Universo poderia chegar ao fim, um deles está escondido nas pistas presentes nas leis fundamentais da natureza que regem o calor, a energia e o próprio tempo: as Leis da Termodinâmica.
Este conjunto de leis sugere que, um dia, todo o Universo entrará em um estado de morte térmica, um fim monótono, imóvel e estéril. Mas como você chega a essa ideia?
Representação de uma máquina a vapor, exemplo clássico de sistema termodinâmico.Fonte: Pró-militares
A morte térmica do Universo
A hipótese da morte térmica do Universo surgiu no século XIX, no auge do desenvolvimento da termodinâmica. Cientistas como Lord Kelvin e Rudolf Clausius começaram a compreender as profundas implicações das Leis da Termodinâmica não apenas para os sistemas fechados, mas para o Universo como um todo.
Lord Kelvin, em 1852, foi um dos primeiros a sugerir que o Universo poderia estar caminhando para um estado final de equilíbrio térmico, onde toda a energia seria distribuída uniformemente e não haveria mais trabalho útil a ser realizado. Esta ideia, conhecida como “morte térmica”, colocou uma perspectiva nova e desconcertante sobre o destino do Cosmos..
Para entender como essas leis apontam para o fim do Universo, devemos primeiro entender o que são essas leis e como elas governam o comportamento da energia em todos os sistemas.
As leis da Termodinâmica e o fim do Universo
A Primeira Lei da Termodinâmica é consequência da lei da conservação da energia e, fisicamente, determina que a variação da energia interna de um sistema termodinâmico é equivalente à diferença entre a quantidade de calor absorvida pelo sistema e o trabalho que ele realiza .
Uma implicação desta afirmação é que a energia num sistema isolado não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra.
O calor recebido por um sistema é igual à soma da variação da energia interna do sistema e do trabalho realizado pelo sistema.Fonte: Instituto de Física da UFRGS
Em termos cósmicos, isto significa que a quantidade total de energia no Universo é constante e, embora a energia não possa ser destruída, a sua utilidade pode mudar. Por exemplo, a energia pode ser transformada em calor, que se espalha e fica menos disponível para realizar trabalho útil.
A Segunda Lei da Termodinâmica é a principal chave para compreender o destino do Universo. Estabelece que, num sistema isolado, a entropia — que pode ser entendida como uma medida do grau de desordem ou dispersão de energia — tende a aumentar ao longo do tempo. Em outras palavras, os sistemas naturais evoluem para estados de maior desordem e menor capacidade de realizar trabalho útil..
Um exemplo de energia dissipada é o processo de resfriamento do café exposto à temperatura ambiente.Fonte: Imagens Getty
A implicação desta lei é profunda: à medida que o tempo avança, a entropia de todo o Universo aumenta constantemente. As estrelas queimam seu combustível nuclear, transformando energia útil em calor que se dissipa no espaço.
Eventualmente, este processo levará a um estado onde toda a energia será distribuída uniformemente e o Universo alcançará o equilíbrio térmico. Neste ponto, não haverá mais gradientes de energia para alimentar estrelas, planetas ou qualquer tipo de movimento ou vida.
Por fim, a Terceira Lei da Termodinâmica afirma que, à medida que a temperatura de um sistema se aproxima do zero absoluto (-273,15 °C), a entropia do sistema tende a atingir um valor mínimo constante. Embora o zero absoluto seja teoricamente inatingível, esta lei nos dá uma ideia dos limites da termodinâmica.
Daqui a centenas de triliões de anos, todas as estrelas do Universo terão desaparecido.Fonte: Imagens Getty
Quando aplicado a todo o Universo, sugere que, à medida que o cosmos se aproxima da sua morte térmica, a temperatura se aproximará do zero absoluto, mas nunca o atingirá. Neste estado final, o Universo será um vazio vasto e frio, onde a entropia será maximizada e nada mais poderá acontecer.
Em suma, a morte térmica do Universo surge como uma consequência inevitável destas leis.
Neste cenário, todas as estrelas terão desaparecido, todos os buracos negros terão evaporado (através do processo da radiação Hawking) e toda a matéria terá se dispersado. Não haverá mais diferenças de temperatura e, portanto, nenhum processo termodinâmico poderá ocorrer.
Representação de uma etapa do futuro do Universo: cada vez mais fria e escura.Fonte: Mecânica Popular
Neste Universo frio, escuro e estagnado toda a energia estará presente, mas será inútil, incapaz de realizar qualquer trabalho ou sustentar qualquer forma de vida. Este estado final será o resultado natural da ação incessante e poderosa das Leis da Termodinâmica ao longo de trilhões de anos.
A ideia da morte térmica do Universo é um lembrete solene do poder inexorável das leis naturais, que nos confronta com a realidade de que, por mais que o Universo e a sua atividade prosperem agora, o destino de tudo o que conhecemos é o silêncio e silêncio. escuridão.
Porém, melhor do que lamentar um fim distante é apreciar a breve e brilhante chama da existência tal como existe no vasto oceano do tempo cósmico.
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