Vse se je začelo tako polno obljub. Naenkrat se je naše vesolje pojavilo na prizorišču, vendar se je velik del tega začetnega izbruha hitro razpršil v nevtrine in fotone v ozadju – in od takrat je skoraj vse, kar je naše vesolje kdaj naredilo, samo razpršilo več energije. Torej, kljub občasnim navdušenim izbruhom supernov in drugih nebesnih ekstravaganc, postaja vse bolj očitno, da se naše vesolje nekoliko razvija.
Drugi zakon termodinamike (tisti o entropiji) zahteva, da gre sčasoma vse v lonec – saj je vse, kar se zgodi, priložnost, da se energija razprši.
Vesolje je polno energije in tako mora vedno ostati, a ta energija lahko povzroči nekaj zanimivega le, če obstaja stopnja toplotnega neravnovesja. Na primer, če vzamete jajce iz hladilnika in ga spustite v vrelo vodo, se skuha. Koristna in vredna dejavnosti, čeprav ne zelo učinkovita – saj se veliko toplote iz štedilnika samo razprši v kuhinjo, namesto da se zadrži za kuhanje več jajc.
Po drugi strani pa, če v isto vrelo vodo spustiš že kuhano, že segreto jajce ... no, kaj je smisel? Nobeno koristno delo ni opravljeno, v resnici se ne zgodi nič pomembnega.
To je približno ideja za povečanje entropije. Vse omembe, ki se dogaja v vesolju, vključuje prenos energije in pri vsakem takem prenosu se nekaj energije izgubi iz tega sistema. Torej, po drugem zakonu do njegovega logičnega zaključka, na koncu končate z vesoljem v toplotnem ravnovesju s samim seboj. Na tej točki ni več neravnovesnih gradientov, ki bi spodbujali prenos energije – ali kuhali jajca. V bistvu se ne bo nikoli več zgodilo nič drugega pomembnega – stanje, znano kot toplotna smrt .
Res je, da je bilo zgodnje vesolje sprva v toplotnem ravnovesju, vendar je bilo tudi veliko gravitacijske potencialne energije. Torej se je materija (tako svetla kot temna) 'zgrnila' - ustvarila je veliko toplotnega neravnovesja - in od tam so se lahko zgodile vse vrste zanimivih stvari. Toda sposobnost gravitacije, da prispeva uporabno delo v vesolje, ima tudi svoje meje.
V statičnem vesolju je končna točka vsega tega združevanja skupek črnih lukenj – ki veljajo za objekte v stanju visoke entropije, saj vse, kar vsebujejo, ne sodeluje več v prenosu energije. Samo sedi tam – in razen nekaj šepeta Hawkingovo sevanje , bo samo sedel tam, dokler na koncu (v a googol približno let) črne luknje izhlapijo.
Vsebina vesolja, ki se širi, morda nikoli ne bo dosegla stanja največje entropije, saj samo širjenje poveča vrednost največje entropije za to vesolje – vendar na koncu še vedno dobite le zbirko izoliranih in starajočih se belih palčkov – ki sčasoma izginejo. ven in sami izhlapijo.
Število ljudi, ki prispevajo k entropiji v našem vesolju. Na vrhu seznama so supermasivne črne luknje. Zasluge: Egan in Lineweaver. (Celoten dokument vsebuje nekaj opozoril in priporočil za nadaljnje delo za izboljšanje teh ocen).
Trenutno entropijo našega vesolja je mogoče oceniti s seštevanjem njegovih različnih komponent - ki imajo različne stopnje gostote entropije. Na vrhu lestvice so črne luknje - na dnu pa svetleče zvezde. Zdi se, da so te zvezde lokalno entalpijski – kjer na primer Sonce ogreva Zemljo, kar omogoča, da se tukaj dogajajo vse mogoče zanimive stvari. Toda to je časovno omejen proces in Sonce večinoma oddaja energijo v prazen prostor.
Egan in Lineweaver so pred kratkim ponovno izračunali trenutno entropijo opaznega vesolja – in pridobili vrednost, ki je red velikosti višja od prejšnjih ocen (čeprav govorimo 1×10104– namesto 1×10103). To je v veliki meri rezultat vključitve entropije, ki jo prispevajo nedavno priznane supermasivne črne luknje - kjer je entropija črne luknje sorazmerna z njeno velikostjo.
To torej nakazuje, da je naše vesolje nekoliko dlje po poti proti toplotni smrti, kot smo prej mislili. Uživajte, dokler lahko.
Nadaljnje branje:Egan, C.A. in Lineweaver, C.H. (2010) Večja ocena entropije vesolja http://arxiv.org/abs/0909.3983