豆知識ブログの日

１０日と２５日、いきなりはじまるサイエンス講義。
このブログを読んで、世界のつくりを知ってちょうだい。


熱は、エネルギーそのものに見えて、実はエネルギーの最終的な「形」を指すんだって。
すべてのエネルギーは、最後は熱になっておしまいらしいよ。
これが科学における最重要知識、エントロピー（熱力学）の法則だ。


エネルギーは、使えるタイプのやつから使えないタイプのやつになる・・・とだけ言ってるのが、エントロピーの概念だ。
エネルギーは絶対になくならず、ただ形を変えるだけなんだ。
石油は燃えてエネルギーを解放し、燃えカスになるけど、熱は残る、って具合い。


鉄球を持ち上げると、「重たいよう」という（位置）エネルギーが蓄えられる。
その手を離すと鉄球は落下運動を開始し、つまり別の形のエネルギーになる。
その運動エネルギーが床にぶつかり、衝撃と音と熱というまた別の形のエネルギーになる。


衝撃とは、エネルギーが起こした仕事のこと。
そしてついでに散らかる音とは空気の震えのことで、熱とは粒子の震えのこと。
震えは系内（地球や宇宙）をどこまでも伝わっていき、やがては平衡状態におさまる。
この過程で、震えが徐々に弱まることから、熱いものは冷めていく。
が、逆過程はあり得ないので、冷たいものは熱くはならない（新たにエネルギーを加えないかぎり）。


宇宙にあるすべてのエネルギーが、仕事の後に震え・・・すなわち熱に落とし込まれる。
震えは平衡状態に向けて広く薄く散開しつづけることから、宇宙は低い温度に向けて下がりつづける。
そうして温度が下がりきったところで、宇宙は使用可能エネルギーゼロの完全な静穏状態に落ち着く。


最終的には一切の原子が震えを止め、この世界は絶対温度である−２７３度に凍りつく（今のとこ−２７０度）。
原子が動かなくなったら、もちろん生物は生きてなんかいられないし、地球も銀河も形をとどめてなんかいられない。
こうなると宇宙は真っ平らにならされて無となり、要するにおしまいだ。
（※正確には、エネルギーの保存則から、震えは完全には止まらず、運動の最小値＝基底状態で超安定となります）


宇宙の最後に、原子は静止する。
宇宙の営みとは、最当初に与えられたエネルギーを解放して、原子を徐々に動かなくしていくことに他ならないようだ。
この不可逆性を説明するのが、エントロピーの法則だよ。
みんな、長生きしたかったら、エネルギーを無駄遣いしないことだ。
宇宙は無限でも永遠でもないらしいからね。

東京都練馬区・陶芸教室／森魚工房 in 大泉学園