Теплова смерть Всесвіту: як закінчиться існування нашого світу

Ентропія - це міра хаосу в системі. Який саме - неважливо. В якості неї може виступати що завгодно - тарілка супу або Всесвіт. Науковою мовою, це екстенсивна властивість термодинамічної системи, а значить, вона змінюється від кількості присутньої матерії. Чим менше в системі порядку, тим більше ентропія. А високоупорядкована система має низьку ентропію. Через 13,8 млрд років після Великого вибуху наш Всесвіт такий назвати не можна.

Згідно з другим законом термодинаміки, повна ентропія замкнутої системи не може зменшуватися. Все це змусило вчених задуматися про те, чи може це її властивість знищити Всесвіт.

Наслідки хаосу

Згідно з однією з гіпотез, ентропія у Всесвіті збільшиться до такої міри, що випадковість створить таку систему, яка буде нездатна до корисної роботи. Це призведе до теплової смерті Всесвіту. Таку гіпотезу висунув Рудольф Клаузіус ще в XIX столітті.

Німецький фізик вважав, що Всесвіт - замкнута система, тому в результаті його ентропія досягне максимуму. Згідно з гіпотезою Клаузіуса, в ній зупиняться всі макроскопічні процеси.

Відкрито чи закрито?

Особливість ентропії в тому, що вона незворотно зростає саме в замкненій системі. У незамкнутих вона може як зростати, так і вбивати. За гіпотезою німецького фізика, наш Всесвіт вважається якраз замкнутою системою.

Він аргументував це тим, що з іншими не відбувається ключовий обмін енергією (їх просто немає). І якщо Всесвіт - це замкнута система, то він повинен прагнути до максимуму ентропії, що призведе до тієї самої теплової смерті. Це не означає, що в ній не буде енергії, також вона не передбачає будь-якої конкретної абсолютної температури. Вона досягне термодинамічної рівноваги, а значить, у ній не буде саме корисної енергії.

Що не так з цією гіпотезою?

Деякі вчені вважають, що теплова смерть Всесвіту неможлива за визначенням. Серед них - Макс Планк, який стверджував, що взагалі не має сенсу обговорювати ентропію світу, «бо такі величини не піддаються точному визначенню». Це означає, що другий закон термодинаміки просто не можна застосовувати до всього Всесвіту в цілому.

Крім того, прихильники гіпотези про нескінченний Всесвіт постулюють до того, що його взагалі некоректно оцінювати як замкнуту або незамкнуту систему. Самі по собі ці критерії використовуються лише для кінцевих об'єктів. В умовах нескінченності другий закон термодинаміки просто непримінний. Як мінімум його необхідно доповнити.

Що в підсумку?

Сам принцип зростання ентропії не підпорядкований ймовірнісним законам. А через випадкові флуктуації в системі вона завжди буде нижче максимуму, який призведе до катастрофи.

Це означає, що, швидше за все, якщо всесвіт і загине, то не через хаос. Однак подань вчених недостатньо для того, щоб стверджувати щось зі стовідсотковою ймовірністю.