Все почалося так повно обіцянок. Тож, незважаючи на випадкові захоплені вибухи наднових та інших небесних надмірностей, стає все очевиднішим, що наш Всесвіт трішки стає.
Другий закон термодинаміки (той, що стосується ентропії) вимагає, щоб все пішло з часом - оскільки все, що відбувається, - це можливість розсіювати енергію.
Всесвіт сповнений енергії і завжди повинен залишатися таким, але ця енергія може зробити щось цікаве лише за наявності ступеня теплової нерівноваги. Наприклад, якщо вийняти яйце з холодильника і опустити його в окріп, воно вариться. Корисна і гідна діяльність, навіть якщо не дуже ефективна - оскільки багато тепла з печі просто розсіюється на кухню, а не залишається для варіння більшої кількості яєць.
Але, з іншого боку, якщо ви кинете вже приготоване, вже розігріте яйце в ту ж киплячу воду ... ну, який сенс? Жодної корисної роботи не робиться, нічого помітного насправді не відбувається.
Це приблизно ідея, що стоїть за зростанням ентропії. Все, що зазначається, що відбувається у Всесвіті, передбачає передачу енергії, і при кожному такому перенесенні деяка енергія втрачається з цієї системи. Отже, дотримуючись другого закону до його логічного завершення, ви врешті-решт опиняєтесь у Всесвіті в тепловій рівновазі із самим собою. У цей момент не залишається ніяких нерівноважних градієнтів, які сприяють передачі енергії - або для приготування яєць. По суті, більше нічого не зазначиться - стан, відомий як теплова смерть.
Це правда, що ранній Всесвіт спочатку знаходився в тепловій рівновазі, але також було багато гравітаційної потенційної енергії. Отже, матерія (і світла, і темна) «збилася» - створюючи безліч теплової нерівноваги - і звідти могли відбуватися всілякі цікаві речі. Але здатність гравітації сприяти корисній роботі у Всесвіті також має свої межі.
У статичному Всесвіті кінцевою точкою всього цього скупчення є сукупність чорних дір - вважаються об'єктами в стані високої ентропії, оскільки все, що вони містять, більше не залучає до передачі енергії. Він просто сидить там - і, крім деяких шепотів випромінювання Хокінга, просто продовжуватиме сидіти, поки в кінцевому підсумку (в гугол чи більше років) чорні діри не випаруються.
Вміст всесвіту, що розширюється, ніколи не може досягти стану максимальної ентропії, оскільки саме розширення збільшує значення максимальної ентропії для цього Всесвіту, - але ви все-таки закінчуєтесь не набагато більше, ніж колекцією ізольованих і старілих білих карликів - які зрештою мітуться і випаровуються.
Можна оцінити поточну ентропію нашого Всесвіту шляхом підрахунку різних її компонентів, які мають різний рівень щільності ентропії. У верхній частині шкали - чорні діри - а внизу - світяться зірки. Ці зірки здаються локально ентальпічними - де, наприклад, Сонце нагріває Землю, дозволяючи тут відбуватися всілякі цікаві речі. Але це обмежений часом процес, і Сонце в основному робить випромінювання енергії в порожній простір.
Нещодавно Еган і Лінеавер перерахували поточну ентропію спостережуваного Всесвіту - і отримали значення, що на порядок вище, ніж попередні оцінки (хоча ми говоримо на 1 × 10104 - замість 1 × 10103). Багато в чому це результат включення ентропії, що сприяє нещодавно визнаним надмасивним чорним діркам - де ентропія чорної діри пропорційна її розміру.
Отже, це говорить про те, що наш Всесвіт трохи далі за течією теплової смерті, ніж ми думали раніше. Насолоджуйтесь, поки можете.
Подальше читання: Еган, C.A. та Lineweaver, C.H. (2010) Більша оцінка ентропії Всесвіту http://arxiv.org/abs/0909.3983
