Согласно одной из гипотез, жизнь во Вселенной уничтожит энтропия. «Хайтек» рассказывает, насколько это реально.
Энтропия — это мера хаоса в системе. Какой именно — неважно. В качестве нее может выступать что угодно — тарелка супа или Вселенная. Научным языком, это экстенсивное свойство термодинамической системы, а значит, оно меняется от количества присутствующей материи. Чем меньше в системе порядка, тем больше энтропия. А высокоупорядоченная система имеет низкую энтропию. Спустя 13,8 млрд лет после Большого взрыва нашу Вселенную такой назвать нельзя.
Согласно второму закону термодинамики, полная энтропия замкнутой системы не может уменьшаться. Все это заставило ученых задуматься о том, может ли это ее свойство уничтожить Вселенную.
Последствия хаоса
Согласно одной из гипотез, энтропия во Вселенной увеличится до такой степени, что случайность создаст такую систему, которая будет неспособна к полезной работе. Это приведет к тепловой смерти Вселенной. Такую гипотезу выдвинул Рудольф Клаузиус еще в XIX веке.
Немецкий физик считал, что Вселенная — замкнутая система, поэтому в итоге ее энтропия достигнет максимума. Согласно гипотезе Клаузиуса, в ней остановятся все макроскопические процессы.
Открыто или закрыто?
Особенность энтропии в том, что она необратимо растет именно в замкнутой системе. В незамкнутых она может как возрастать, так и убывать. По гипотезе немецкого физика, наша Вселенная считается как раз замкнутой системой.
Он аргументировал это тем, что с другими не происходит ключевой обмен энергией (их попросту нет). И если Вселенная — это замкнутая система, то она должна стремиться к максимуму энтропии, что приведет к той самой тепловой смерти. Это не значит, что в ней не будет энергии, также она не предполагает какой-либо конкретной абсолютной температуры. Она достигнет термодинамического равновесия, а значит, в ней не будет именно полезной энергии.
Что не так с этой гипотезой?
Некоторые ученые считают, что тепловая смерть Вселенной невозможна по определению. Среди них — Макс Планк, который утверждал, что вообще не имеет смысла обсуждать энтропию мира, «ибо такие величины не поддаются точному определению». Это значит, что второй закон термодинамики просто нельзя применять ко всей Вселенной в целом.
Кроме того, сторонники гипотезы о бесконечной Вселенной постулируют к тому, что ее вообще некорректно оценивать как замкнутую или незамкнутую систему. Сами по себе эти критерии используются лишь для конечных объектов. В условиях бесконечности второй закон термодинамики просто неприменим. Как минимум его необходимо дополнить.
Что в итоге?
Сам принцип возрастания энтропии не подчинен вероятностным законам. А из-за случайных флуктуаций в системе она всегда будет ниже максимума, который приведет к катастрофе.
Это значит, что, скорее всего, если Вселенная и погибнет, то не из-за хаоса. Однако представлений ученых недостаточно для того, чтобы утверждать что-то со стопроцентной вероятностью.
Читать далее
Ученые нашли самых здоровых людей на Земле: все дело в уникальном образе жизни
Физики воссоздали способности Т-1000 из «Терминатора-2» в лаборатории