科学と哲学の間で道草してみた。 ～ ５．熱 ～
もっとも卑なエネルギーが熱。
熱は分子の運動。
振動したり、回転したり、動き回ったり。
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振動はバネの伸縮。
分子を作る原子と原子の結合がバネのように振動する。
音叉は特定の振動（空気の振動）を発生させる。
この音叉と同じ固有振動数を持つ音叉を離れて置くと鳴りだす。
これを共振、共鳴と言う。
水の固有振動数に合わせたエネルギーを与えると水分子が振動する。
この水分子の振動が熱になる。
電子レンジの原理。
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分子の運動は移動速度。
向きはランダム。
だから平均すればゼロになる。
烈しく移動する分子が壁に当たる。
壁に当たる分子の数と分子の運動量、その総和が圧力になる。
だから、熱を与えると圧力が高くなる。
ボイル＝シャルルの法則。
いくらか動きが制限されたら液体になる。
それでも熱があるから分子はブラウン運動する。
ゆっくりとランダムに動く。
エントロピーが大きい状態（全体に均一）に移っていく。
氷のように固定された分子は位置が変わらない。
だから乱雑さが小さくエントロピーが小さい。
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烈しく動く分子（気体）は乱雑さが大きくエントロピーが大きい。
温度が高いと乱雑さは十分に大きく、変化は見て取れない。
そんなイメージもあり、エントロピーは温度と熱量でも定義される。
同じ熱量Qを与えても、温度が高いとエントロピーの変化は小さい。
いわば、エントロピーは形を変えたエネルギー指標でもある。
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ところで、宇宙の終わりにはいくつか説がある。
ビッグフリーズ、ビッグクランチ、ビッグリップ。
ダークエネルギーの量で決まるという。
例えば、ビッグフリーズ。
宇宙は充分に膨張したら、物質（素粒子）も維持できずエネルギーになる。
アインシュタインの相対性理論。
ブラックホールも蒸発する。
放出されたエネルギーは熱エネルギー（物質の振動、回転、運動）になる。
閉鎖空間の宇宙はエントロピーが増大し続ける。
究極には、物質が存在できずに、全てエネルギーに還元される。
◇
ん？
物質が全てエネルギーになったら熱を蓄える物質（素粒子）がない。
物質が無くなった時、そのエネルギーE はどこへ行く？
どんな状態で エネルギーE は保存されるのだろう？
膨張し続けて真空しかない宇宙空間。
振動、回転、運動する物質がない。
在るのは真空だけ。
エネルギーは真空に保存される？
ということは、時空のゆらぎ？
もし検出できるなら、どこででも検出できる筈。
でも聞かない。
検出できたら宇宙論がひっくり返るかも。
◇
宇宙の始まりと終わりは、今なお解けない神様の謎かけのひとつ。
あぁ、知恵熱が出そう。
参考）
VISUAL BOOK OF THE COSMOLOGY 宇宙大図鑑 Newton Press
