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你手上“滴滴哒哒”走的表,正把宇宙更快地推向毁灭

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前瞻网 2021-05-10 15:11
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更精准地计时是科学家不断追求的目标,然而,准确计时是有代价的。计时每精确一点,就可能把宇宙毁灭往前推进了一步。

研究于5月6日发表在《物理评论X》上,标题为“Measuring the Thermodynamic Cost of Timekeeping”(测量计时的热力学成本),通讯作者为牛津大学材料系的A. N. Pearson。

牛津大学研究团队发明了一种可以精确控制的微型时钟。该钟由一层50纳米厚的氮化硅薄膜组成,通电会发生振动。薄膜每上下移动1次,研究人员就计算一次滴答声,滴答声间隔的规律性代表了时钟的准确性。

他们发现,随着时钟精度的提高,系统产生的热量也在增加,由于挤压附近的粒子,增加了周围环境的熵。换言之,更精确地计算时间,付出的代价是向时钟注入更多的有序能量,然后这些能量转化为熵。测量时间越精确,宇宙增加的熵就越多,也就越接近最终的灭亡。

根据热力学第二定律,作为一个“孤立”的系统,宇宙的熵会随着时间的流异而增加,由有序向无序,当宇宙的熵达到最大值时,宇宙中的其他有效能量已经全数转化为热能,所有物质温度达到热平衡。

这种状态称为热寂,这样的宇宙中再也没有任何可以维持运动或是生命的能量存在。

尽管如此,研究并不能确定这些结果是否具有普遍性,因为很多类型的时钟的准确性和熵之间的关系还没有得到检验。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

【1】https://www.newscientist.com/article/2277050-measuring-time-accurately-increases-the-entropy-in-the-universe/

【2】https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.021029

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