Όλα ξεκίνησαν τόσο γεμάτα υποσχέσεις. Έτσι, παρά την περιστασιακή ενθουσιώδη έκρηξη των σουπερνόβα και άλλων ουράνιων υπερβολών, γίνεται όλο και πιο εμφανές ότι το σύμπαν μας ξεκινά λίγο.
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής (ο νόμος για την εντροπία) απαιτεί ότι όλα πηγαίνουν στο χρόνο με την πάροδο του χρόνου - καθώς οτιδήποτε συμβαίνει είναι μια ευκαιρία για την εξάλειψη της ενέργειας.
Το σύμπαν είναι γεμάτο ενέργεια και πρέπει πάντα να παραμένει έτσι, αλλά αυτή η ενέργεια μπορεί να κάνει κάτι ενδιαφέρον μόνο να συμβεί αν υπάρχει κάποιος βαθμός θερμικής ανισορροπίας. Για παράδειγμα, αν βγάζετε ένα αυγό από το ψυγείο και το ρίχνετε σε βραστό νερό, μαγειρεύει. Μια χρήσιμη και αξιόλογη δραστηριότητα, ακόμη και αν δεν είναι πολύ αποτελεσματική - καθώς πολλή θερμότητα από τη σόμπα διαλύεται στην κουζίνα, αντί να διατηρείται για το μαγείρεμα περισσότερων αυγών.
Αλλά, από την άλλη πλευρά, εάν ρίξετε ένα ήδη μαγειρεμένο, ήδη θερμαινόμενο αυγό στο ίδιο βραστό νερό… καλά, τι νόημα; Καμία χρήσιμη δουλειά δεν γίνεται, τίποτα από νόημα δεν συμβαίνει πραγματικά.
Αυτή είναι περίπου η ιδέα πίσω από την αύξηση της εντροπίας. Όλα όσα σημειώνονται στο σύμπαν περιλαμβάνουν μεταφορά ενέργειας και σε κάθε τέτοια μεταφορά κάποια ενέργεια χάνεται από αυτό το σύστημα. Έτσι, ακολουθώντας τον δεύτερο νόμο μέχρι το λογικό συμπέρασμα, καταλήγετε τελικά με ένα σύμπαν με θερμική ισορροπία με τον εαυτό του. Σε αυτό το σημείο, δεν έχουν απομείνει κλίσεις ανισορροπίας για να οδηγήσουν στη μεταφορά ενέργειας - ή για να μαγειρέψουν αυγά. Ουσιαστικά, τίποτα άλλο σημαντικό δεν θα συμβεί ποτέ ξανά - μια κατάσταση γνωστή ως θάνατος θερμότητας.
Είναι αλήθεια ότι το πρώιμο σύμπαν βρισκόταν αρχικά σε θερμική ισορροπία, αλλά υπήρχε επίσης μεγάλη βαρυτική δυνητική ενέργεια. Έτσι, η ύλη (τόσο ελαφριά όσο και σκοτεινή) «συσσωρεύεται» - δημιουργώντας πολλές θερμικές ανισορροπίες - και από εκεί μπόρεσαν να συμβούν όλα τα είδη ενδιαφέρων πραγμάτων. Αλλά η ικανότητα της βαρύτητας να συνεισφέρει χρήσιμη εργασία στο σύμπαν έχει επίσης τα όριά της.
Σε ένα στατικό σύμπαν, το τελικό σημείο αυτής της συσσωμάτωσης είναι μια συλλογή μαύρων οπών - που θεωρείται ότι είναι αντικείμενα σε κατάσταση υψηλής εντροπίας, καθώς οτιδήποτε κι αν περιέχει δεν εμπλέκει πλέον στη μεταφορά ενέργειας. Απλώς κάθεται εκεί - και, εκτός από μερικούς ψίθυρους της ακτινοβολίας Hawking, θα συνεχίσει να κάθεται εκεί μέχρι τελικά (σε ένα googol ή περίπου χρόνια) να εξατμιστούν οι μαύρες τρύπες.
Τα περιεχόμενα ενός διαστελλόμενου σύμπαντος δεν μπορεί ποτέ να επιτύχουν μια κατάσταση μέγιστης εντροπίας, δεδομένου ότι η ίδια η επέκταση αυξάνει την αξία της μέγιστης εντροπίας για αυτό το σύμπαν - αλλά εξακολουθείτε να καταλήγετε όχι περισσότερο από μια συλλογή μεμονωμένων και γηράσκων λευκών νάνων - που τελικά ξεφλουδίζουν και εξατμίζονται.
Είναι δυνατόν να εκτιμηθεί η τρέχουσα εντροπία του σύμπαντός μας, συγκρίνοντας τα διάφορα συστατικά του - τα οποία έχουν διαφορετικά επίπεδα πυκνότητας εντροπίας. Στην κορυφή της κλίμακας υπάρχουν μαύρες τρύπες - και στο κάτω μέρος υπάρχουν φωτεινά αστέρια. Αυτά τα αστέρια φαίνεται να είναι τοπικά ενθαλπικά - όπου, για παράδειγμα, ο Ήλιος θερμαίνει τη Γη επιτρέποντας να γίνουν όλα τα είδη ενδιαφέρων πραγμάτων εδώ. Αλλά είναι μια διαδικασία με περιορισμένο χρόνο και αυτό που κάνει ο Ήλιος είναι να εκπέμπει ενέργεια σε κενό χώρο.
Ο Egan και ο Lineweaver υπολόγισαν πρόσφατα την τρέχουσα εντροπία του παρατηρήσιμου σύμπαντος - και κέρδισαν μια τιμή που είναι τάξη μεγέθους υψηλότερη από τις προηγούμενες εκτιμήσεις (αν και μιλάμε 1 × 10104 - αντί για 1 × 10103). Αυτό είναι σε μεγάλο βαθμό το αποτέλεσμα της ενσωμάτωσης της εντροπίας που συνεισφέρουν οι πρόσφατα αναγνωρισμένες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες - όπου η εντροπία μιας μαύρης τρύπας είναι ανάλογη με το μέγεθός της.
Αυτό σημαίνει ότι το σύμπαν μας είναι λίγο πιο κάτω από το δρόμο προς τον θάνατο θερμότητας από ό, τι είχαμε σκεφτεί προηγουμένως. Απόλαυσέ το όσο μπορείς.
Περαιτέρω ανάγνωση: Egan, C.A. και Lineweaver, C.H. (2010) Μια μεγαλύτερη εκτίμηση της εντροπίας του σύμπαντος http://arxiv.org/abs/0909.3983
