О тепловой смерти Вселенной

В связи с законом возрастания энтропии нельзя не упомянуть об утверждении Клаузиуса: "Энтропия Вселенной стремится к максимуму". Рассматривая всю Вселенную как замкнутую (изолированную) систему, он пришел к выводу, что Вселенную ждет тепловая смерть. Энтропия замкнутой системы не убывает: она остается постоянной при равновесных процессах и возрастает при неравновесных. Во Вселенной идут неравновесные процессы. Ее энтропия возрастает и рано или поздно достигнет максимума. При этом во всей Вселенной установится абсолютно равновесное состояние, в котором никакие процессы уже невозможны. Такое состояние и было названо тепловой смертью Вселенной.

Больцман подверг критике эту концепцию и высказал флуктуационную гипотезу. Не отрицая применимость второго начала термодинамики к Вселенной в целом, он обратил внимание на его статистическую природу. Равновесные состояния систем являются наиболее вероятными. Возможны, более того, неизбежны отступления от термодинамического равновесия – флуктуации. Больцман считал, что неравновесное состояние Вселенной, в котором она находится сейчас, является гигантской флуктуацией. Эта флуктуация должна исчезнуть. Тогда наступит тепловая смерть Вселенной. Однако это состояние временное. Спустя какое-то время снова возникнет аналогичная гигантская флуктуация, и Вселенная выйдет из состояния тепловой смерти. Затем опять наступит тепловая смерть, и так без конца. Если по концепции Клаузиуса тепловая смерть есть окончательное состояние Вселенной, из которого она никогда не выйдет, то по концепции Больцмана Вселенная периодически приходит в состояние тепловой смерти и самопроизвольно выходит из него. Времена между двумя последовательными гигантскими флуктуациями невообразимо велики по сравнению с временем существования каждой из них.

С точки зрения современных представлений, второе начало получено, а термодинамика как наука создана на основе обобщения опытных данных, относящихся к ограниченным системам. Распространение этих знаний на Вселенную является экстраполяцией, для которой нет оснований. Общая теория относительности допускает возможность того, что благодаря наличию гравитационных полей гигантские космологические системы могут непрерывно эволюционировать в сторону возрастания энтропии, никогда, однако, не приходя в состояние с максимумом ее (такого состояния для них вообще не существует).