Tout a commencé si plein de promesses. Donc, malgré les explosions enthousiastes occasionnelles de supernovae et d'autres extravagances célestes, il devient de plus en plus évident que notre univers avance un peu.
La deuxième loi de la thermodynamique (celle de l'entropie) exige que tout se passe dans le temps - car tout ce qui se passe est une opportunité pour l'énergie de se dissiper.
L'univers est plein d'énergie et devrait toujours le rester, mais cette énergie ne peut faire que quelque chose d'intéressant se produire s'il y a un certain déséquilibre thermique. Par exemple, si vous sortez un œuf du réfrigérateur et le déposez dans de l'eau bouillante, il cuit. Une activité utile et utile, même si elle n'est pas très efficace - car beaucoup de chaleur du poêle se dissipe simplement dans la cuisine, plutôt que d'être retenue pour la cuisson de plus d'oeufs.
Mais d'un autre côté, si vous déposez un œuf déjà cuit et déjà chauffé dans la même eau bouillante… eh bien, à quoi ça sert? Aucun travail utile n'est fait, rien de remarquable ne se passe vraiment.
C'est à peu près l'idée derrière l'augmentation de l'entropie. Tout ce qui se passe dans l'univers implique un transfert d'énergie et à chaque transfert, une partie de l'énergie est perdue de ce système. Donc, suivant la deuxième loi jusqu'à sa conclusion logique, vous vous retrouvez finalement avec un univers en équilibre thermique avec lui-même. À ce stade, il ne reste plus de gradients de déséquilibre pour stimuler le transfert d'énergie - ou pour faire cuire des œufs. Essentiellement, rien d'autre de notable ne se reproduira plus jamais - un état connu sous le nom de mort par la chaleur.
Il est vrai que le premier univers était initialement en équilibre thermique, mais il y avait aussi beaucoup d'énergie potentielle gravitationnelle. Ainsi, la matière (à la fois claire et sombre) s'est agglomérée - créant beaucoup de déséquilibre thermique - et à partir de là, toutes sortes de choses intéressantes ont pu se produire. Mais la capacité de la gravité à apporter un travail utile à l'univers a aussi ses limites.
Dans un univers statique, le point final de toute cette agglutination est une collection de trous noirs - considérés comme des objets dans un état de haute entropie, car tout ce qu'ils contiennent n'engage plus de transfert d'énergie. Il se trouve juste là - et, à part quelques chuchotements de rayonnement Hawking, restera assis là jusqu'à ce que finalement (dans un googol environ) les trous noirs s'évaporent.
Le contenu d'un univers en expansion peut ne jamais atteindre un état d'entropie maximale puisque l'expansion elle-même augmente la valeur de l'entropie maximale pour cet univers - mais vous vous retrouvez toujours avec beaucoup plus qu'une collection de naines blanches isolées et vieillissantes - qui finissent par pétiller et s'évaporer.
Il est possible d'estimer l'entropie actuelle de notre univers en rassemblant ses différentes composantes - qui ont différents niveaux de densité d'entropie. En haut de l'échelle se trouvent des trous noirs - et en bas des étoiles lumineuses. Ces étoiles semblent être localement enthalpiques - où, par exemple, le Soleil chauffe la Terre, permettant à toutes sortes de choses intéressantes de se produire ici. Mais c'est un processus limité dans le temps et ce que le Soleil fait principalement, c'est de rayonner l'énergie dans un espace vide.
Egan et Lineweaver ont récemment recalculé l'entropie actuelle de l'univers observable - et ont gagné une valeur qui est un ordre de grandeur plus élevé que les estimations précédentes (bien que nous parlions de 1 × 10104 - au lieu de 1 × 10103). C'est en grande partie le résultat de l'incorporation de l'entropie apportée par les trous noirs supermassifs récemment reconnus - où l'entropie d'un trou noir est proportionnelle à sa taille.
Cela suggère donc que notre univers est un peu plus loin sur la voie de la mort par la chaleur que nous ne le pensions auparavant. Profites-en tant que tu peux.
Lectures complémentaires: Egan, C.A. et Lineweaver, C.H. (2010) Une estimation plus grande de l'entropie de l'univers http://arxiv.org/abs/0909.3983
