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Concept
Mort thermique de l'Univers
Résumé
La mort thermique de l’Univers ou Big Freeze est un des destins possibles de l’Univers, dans lequel il a évolué jusqu’à un état d’absence de toute énergie thermodynamique disponible lui permettant d’assurer le mouvement ou la vie. En termes de physique, il a atteint son entropie maximale. L’hypothèse d’une mort thermique universelle provient des idées de Lord Kelvin (William Thomson), en 1850. Elle résulte de l’extrapolation à l’ensemble de l’Univers de la théorie de la thermodynamique, en particulier des considérations sur la perte naturelle d’énergie mécanique, telles qu’elles résultent du premier principe de la thermodynamique.
L’idée de mort thermique découle de la seconde loi de la thermodynamique, qui postule que l’entropie tend à s’accroître dans un système isolé. Si l’Univers a une durée suffisamment longue, il se rapprochera asymptotiquement d’un état où toute l’énergie sera uniformément distribuée. Autrement dit, il existe une tendance naturelle à la dissipation (perte d’énergie) de l’énergie mécanique (mouvement) ; en conséquence, par extrapolation, il découle que le mouvement mécanique de l’Univers diminuera le moment venu, conformément à la seconde loi. L’idée de la mort thermique a d’abord été proposée en termes flous au début de l’année 1851 par Lord Kelvin, qui la théorisa ensuite sur la base des conceptions de Sadi Carnot (1824), de Joule (1843), et de Clausius (1850) sur la perte d’énergie. Les idées de Kelvin furent ensuite élaborées plus avant pendant la décennie suivante par Helmholtz et Rankine.
L'idée de « mort thermique de l'Univers » résulte de l'examen de l'application de la première des deux lois de la thermodynamique à l'évolution de l'Univers. En particulier, Lord Kelvin mit en avant l'idée nouvelle, fondée sur de récentes expériences de thermodynamique, que la « chaleur n'est pas une substance, mais une forme dynamique d'effet mécanique. Nous percevons qu'il doit y avoir une équivalence entre le travail et la chaleur, comme entre la cause et l'effet.
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