Totul a început atât de plin de promisiune. Așadar, în ciuda izbucnirii ocazionale de supernove și a altor extravaganțe cerești, devine din ce în ce mai evident că universul nostru se dezvoltă puțin.
A doua lege a termodinamicii (cea despre entropie) cere ca totul să meargă în timp în timp - întrucât orice se întâmplă este o oportunitate de disipare a energiei.
Universul este plin de energie și ar trebui să rămână mereu așa, dar acea energie nu poate face ca ceva interesant să se întâmple doar dacă există un grad de dezechilibru termic. De exemplu, dacă scoți un ou din frigider și îl pui în apă clocotită, gătește. O activitate utilă și demnă, chiar dacă nu una foarte eficientă - din moment ce o mulțime de căldură din sobă pur și simplu se disipează în bucătărie, decât să fie reținută pentru gătirea mai multor ouă.
Dar, pe de altă parte, dacă aruncați un ou fiert, deja încălzit, în aceeași apă clocotită ... bine, ce rost are? Nu se lucrează util, nu se întâmplă cu adevărat nimic.
Aceasta este aproximativ ideea din spatele creșterii entropiei. Tot ceea ce se întâmplă în univers implică un transfer de energie și la fiecare astfel de transfer se pierde o anumită energie din acest sistem. Deci, urmând a doua lege până la concluzia logică, în cele din urmă ajungeți cu un univers în echilibru termic cu el însuși. În acel moment, nu au rămas gradienți de dezechilibru pentru a conduce transferul de energie sau pentru a găti ouă. În esență, nimic altceva de remarcat nu se va întâmpla niciodată - o stare cunoscută sub numele de moarte prin căldură.
Este adevărat că universul timpuriu a fost inițial în echilibru termic, dar exista, de asemenea, multă energie potențială gravitațională. Așadar, materia (atât lumina cât și întuneric) „s-a agățat” - creând mult dezechilibru termic - și de acolo au putut să se întâmple tot felul de lucruri interesante. Dar capacitatea gravitației de a contribui la o muncă utilă universului are, de asemenea, limitele sale.
Într-un univers static, punctul final al tuturor acestor aglomerații este o colecție de găuri negre - considerate a fi obiecte într-o stare de entropie ridicată, întrucât orice ar conține nu mai implică un transfer de energie. Doar stă acolo - și, în afară de unele șoapte de radiații Hawking, va continua să stea acolo până când în cele din urmă (într-un googol sau cam așa ceva ani) găurile negre se evaporă.
Conținutul unui univers în expansiune nu poate atinge niciodată o stare de entropie maximă, deoarece expansiunea în sine mărește valoarea entropiei maxime pentru acel univers - dar totuși ajungeți la nu mult mai mult decât o colecție de pitici albi izolați și îmbătrâniți - care în cele din urmă se aprind. afară și se evaporă.
Este posibil să se estimeze actuala entropie a universului nostru prin punerea în valoare a diferitelor componente ale acestuia - care au diferite niveluri de densitate de entropie. În partea de sus a scării sunt găuri negre - iar în partea de jos sunt stele luminoase. Aceste stele par a fi local entalpice - unde, de exemplu, Soarele încălzește Pământul permițând tot felul de lucruri interesante aici. Dar este un proces limitat de timp, iar ceea ce face mai ales Soarele este de a radia energie departe în spațiul gol.
Egan și Lineweaver au recalculat recent entropia actuală a universului observabil - și au obținut o valoare care este un ordin de mărime mai mare decât estimările anterioare (deși vorbim 1 × 10104 - în loc de 1 × 10103). Acesta este în mare parte rezultatul încorporării entropiei contribuite de găurile negre supermasive recent recunoscute - unde entropia unei găuri negre este proporțională cu dimensiunea acesteia.
Prin urmare, acest lucru sugerează că universul nostru este un pic mai departe pe calea morții prin căldură decât ne-am fi gândit anterior. Bucurate de asta cât mai poți.
Citire ulterioară: Egan, C.A. și Lineweaver, C.H. (2010) O estimare mai mare a entropiei universului http://arxiv.org/abs/0909.3983
