Tutto è iniziato così pieno di promesse. Quindi, nonostante lo scoppio occasionale entusiasta delle supernovae e di altre stravaganze celesti, sta diventando sempre più evidente che il nostro universo sta andando un po 'avanti.
La seconda legge della termodinamica (quella sull'entropia) richiede che tutto vada nel tempo, poiché tutto ciò che accade è un'opportunità per dissipare energia.
L'universo è pieno di energia e dovrebbe sempre rimanere tale, ma quell'energia può far accadere qualcosa di interessante solo se c'è un grado di disequilibrio termico. Ad esempio, se prendi un uovo dal frigorifero e lo lasci cadere in acqua bollente, si cucina. Un'attività utile e utile, anche se non molto efficiente, poiché un sacco di calore proveniente dalla stufa si dissipa in cucina, anziché essere trattenuto per la cottura di più uova.
D'altra parte, se lasci cadere un uovo già cotto e già riscaldato nella stessa acqua bollente ... beh, che senso ha? Non viene fatto alcun lavoro utile, non accade nulla di rilevante.
Questa è approssimativamente l'idea alla base della crescente entropia. Tutto ciò che si nota nell'universo implica un trasferimento di energia e ad ogni trasferimento tale energia viene persa da quel sistema. Quindi, seguendo la seconda legge fino alla sua logica conclusione, alla fine si finisce con un universo in equilibrio termico con se stesso. A quel punto, non ci sono gradienti di disequilibrio per guidare il trasferimento di energia o per cuocere le uova. In sostanza, non accadrà mai più nulla di importante - uno stato noto come morte termica.
È vero che inizialmente l'universo era inizialmente in equilibrio termico, ma c'era anche molta energia potenziale gravitazionale. Quindi, la materia (sia chiara che oscura) "raggruppa" - creando un sacco di disequilibrio termico - e da lì sono potute accadere ogni sorta di cose interessanti. Ma la capacità della gravità di contribuire a un lavoro utile all'universo ha anche i suoi limiti.
In un universo statico il punto finale di tutto questo agglomerato è una raccolta di buchi neri - considerati oggetti in uno stato di elevata entropia, poiché qualsiasi cosa contengano non si impegna più nel trasferimento di energia. Si siede lì - e, a parte alcuni sussurri di radiazioni di Hawking, continueranno a rimanere lì finché fino a quando (in un googol circa) i buchi neri evaporeranno.
Il contenuto di un universo in espansione potrebbe non raggiungere mai uno stato di massima entropia poiché l'espansione stessa aumenta il valore della massima entropia per quell'universo - ma alla fine non si ottiene molto di più di una raccolta di nane bianche isolate e che invecchiano - che alla fine frizzano fuori ed evaporare se stessi.
È possibile stimare l'entropia attuale del nostro universo sintonizzando i suoi vari componenti, che hanno livelli variabili di densità entropica. Nella parte superiore della scala ci sono buchi neri - e nella parte inferiore sono stelle luminose. Queste stelle sembrano essere localmente entalpiche - dove ad esempio, il Sole riscalda la Terra consentendo a tutti i tipi di cose interessanti di accadere qui. Ma è un processo limitato nel tempo e ciò che il Sole fa principalmente è irradiare energia nello spazio vuoto.
Egan e Lineweaver hanno recentemente ricalcolato l'attuale entropia dell'universo osservabile e hanno acquisito un valore di un ordine di grandezza superiore alle stime precedenti (anche se stiamo parlando 1 × 10104 - invece di 1 × 10103). Questo è in gran parte il risultato dell'incorporazione dell'entropia fornita dai buchi neri supermassicci recentemente riconosciuti, in cui l'entropia di un buco nero è proporzionale alle sue dimensioni.
Quindi questo suggerisce che il nostro universo è un po 'più in basso verso la morte per calore di quanto pensassimo in precedenza. Goditelo finché puoi.
Ulteriori letture: Egan, C.A. e Lineweaver, C.H. (2010) Una stima più ampia dell'entropia dell'Universo http://arxiv.org/abs/0909.3983
