宇宙能量不守恒

現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)的觀測都驗證出來，宇宙正在加速膨脹。在不斷膨脹的宇宙中穿行的光子似乎丟失了能量。那么物質(zhì)呢？它們也會丟失能量嗎？

在描述宇宙中物質(zhì)運動時，我們會把運動分為兩類。一個物體可以只隨宇宙膨脹的大趨勢而離我們遠(yuǎn)去，就像畫在氣球表面上的圓點會隨氣球的膨脹而相互遠(yuǎn)離一樣。在宇宙學(xué)中，我們稱這個物體是“共動”的。

不過，在宇宙膨脹所導(dǎo)致的退行之外，物體還可以有它自己的運動——這第二類運動被稱為 “本動”。如果某個物體因為某種局部效應(yīng)，比方說受到鄰近星系的引力作用或者一枚火箭的推動作用，脫離了宇宙膨脹的大趨勢，這個物體就會出現(xiàn)本動。

星系本身或多或少總會有一些本動，但對那些退行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鄰近星系的遙遠(yuǎn)星系來說，本動速度與它們的退行速度相比就顯得微不足道。在最大的宇宙尺度上，星系的分布是均勻的，因此局部效應(yīng)可以忽略，星系本質(zhì)上都是共動的。它們可以被視為是整個宇宙這個大氣球上的圓點。

因此，就像光通過波長增加而丟失能量一樣，物質(zhì)也會通過速度減慢而丟失能量。波長增加和速度減慢看似沒有任何相通之處。但是，有趣的是，量子力學(xué)將兩者合二為一了。在量子力學(xué)的物質(zhì)觀里，擁有質(zhì)量的粒子還擁有類似于波的性質(zhì)。

有的朋友可能會懷疑量子力學(xué)情況下的能量守恒。事實上，在量子力學(xué)中，如果哈密頓量不隨時間改變，那么此時會有「能量守恒」，這里的能量守恒指的是「能量的期望值不隨時間變化」，而不是能量的每次測量值不發(fā)生改變，能量守恒定律依然是成立的。

當(dāng)然，所有這些都需要能量的助推，不過宇宙的正反爆發(fā)是極其復(fù)雜的，至于其中，能量形態(tài)的轉(zhuǎn)換，是不是一分錢一分貨那樣， 錙銖必較，就不好說了。

宇宙能量守恒定律是指宇宙來來往往，不同的能量體在此互相角逐，此消彼長，循環(huán)不息，但是，沒有一種能量能夠打破成住壞空的宿命。

能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

一個系統(tǒng)的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統(tǒng)的能量的多少。總能量為系統(tǒng)的機(jī)械能、熱能及除熱能以外的任何內(nèi)能形式的總和。如果一個系統(tǒng)處于孤立環(huán)境，即不可能有能量或質(zhì)量傳入或傳出系統(tǒng)。對于此情形，能量守恒定律表述為：“孤立系統(tǒng)的總能量保持不變?！?/p>

擴(kuò)展資料

能量守恒是物質(zhì)運動的普遍規(guī)律之一：

能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅。能量守恒是物質(zhì)運動的普遍規(guī)律之一。物質(zhì)運動有各種不同的形式，它們之間能相互轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化前后，作為物質(zhì)運動度量的能量，其總和不變。

能量守恒的概念，在力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)早已為物理學(xué)家所證明。然而，這個守恒概念引伸到熱能，則經(jīng)歷了二三百年之久。