Чи загрожує нам теплова смерть всесвіту
«Сонце стане темним, як волосяниця, і місяць не дасть свого світла ... Сили небесні захитаються і все стихії згаснуть ...» Ці слова були вимовлені близько двох тисяч років тому, в художніх образах описуючи, як буде відбуватися кінець часів або теплова смерть Всесвіту. Але пройшло вісімнадцять століть, поки дослідники підійшли до вивчення цієї проблеми з наукової точки зору. Насправді, як тільки людство відкрило для себе основні закони термодинаміки, це питання рано чи пізно повинен був виникнути. Міркуючи логічно, якщо який-небудь природний принцип діє в замкнутій системі, чому б не припустити, що ця сама тенденція працює стосовно до всього універсуму?
Вперше гіпотеза теплової смерті Всесвіту була висунута Вільямом Томпсоном в 1852 році, але пізніше, в 1865 році, її більш детально сформулював Р.Клаузиус. Він екстраполював космос другий початок термодинаміки. Згідно з цим правилом, будь-яка замкнута система прагне до рівноваги, коли енергія випромінювання переходить в теплову. «Смерть» настає, коли досягається максимальний рівень ентропії. У цей момент ніякого обміну енергією не відбувається, оскільки вся вона переходить в тепло. А оскільки немає підстав припускати, що крім космосу існує ще що-небудь, то, робить висновок Клаузиус, наш Всесвіт також можна розглядати як замкнуту систему, і в ній діє той же закон.
Природно, ні Томпсон, ні Клаузиус навіть не припускали, що теплова смерть Всесвіту відбудеться незабаром, однак прогнози навіть дуже віддаленого кінця світу наробили багато шуму в науковому співтоваристві і породили різноманітні спростування такої гіпотези. Ще в 1872 році вчений Л.Больцман висунув теорію флуктуацій. Відповідно до неї, наш Всесвіт надто велика держава і складна, щоб померти такий простий смертю. Вона вічно перебувала і буде перебувати в стані ізотермічного рівноваги, однак в різних її частинах постійно відбуваються і завжди будуть відбуватися відхилення від цього стану. Тобто такі сплески, викиди енергії не дадуть запуститися механізму переведення всієї енергії універсуму в теплову.
Сучасна наука ні підтвердила, ні спростувала гіпотезу про те, що теплова смерть Всесвіту неминуче настане. Концепція Великого Вибуху, нібито стався близько 14 мільярдів років тому і який породив все, що не доводить ще, що в космосі діє лише реліктове випромінювання. Потрібно також враховувати дію змінного гравітаційного поля. На особливу увагу заслуговує теорія А. Фрідмана: наповнена тяжіє речовиною Всесвіт не стаціонарна, вона або розширюється, або стискається. А якщо так, все зростаюча ентропія не приводить систему в цілому до термодинамічної рівноваги.
Теплова смерть Всесвіту може бути поставлена під сумнів і з позицій загальної теорії відносності. Ми до сих пір дуже мало знаємо про наш світ, щоб судити зі стовідсотковою вірогідністю, замкнутий чи наш світ і чи існує за його межами щось ще. Можливо, на нього діють інші зовнішні сили і системи? Закони фізики, відомі нам, не обов'язково повинні бути застосовні в масштабі безмежного космосу, - кажуть захисники вічності випромінювання у Всесвіті. Зірки спалахують і гаснуть, але сама система знаходиться в рівновазі, що, однак, не призводить до теплової смерті всього.
Незважаючи на те, що концепція про можливу смерть Всесвіту ні підтверджена, ні спростована сучасною наукою, це питання стало хвилювати не тільки «фізиків», а й «ліриків». Особливо черпають натхнення в можливої загибелі всього живого письменники-фантасти. Так, Айзек Азімов передрік в буквальному сенсі льодовий кінець всякого життя в своєму оповіданні «Останнє питання». Теплова смерть всієї органіки лягла в основу сюжетів багатьох японських мультфільмів і аніме-серіалів.
