Физики нашли решение одного из главных парадоксов устройства Вселенной

Физики-теоретики предложили новый взгляд на гравитацию, который объясняет один из самых глубоких парадоксов космологии: почему Вселенная становится все более структурированной, хотя законы термодинамики требуют неуклонного роста хаоса. Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.

Второй закон термодинамики гласит: в замкнутой системе энтропия - мера беспорядка - всегда возрастает. Вселенная в целом движется к равновесию и однородности. Однако на практике мы видим обратное: из первоначально почти однородного облака вещества возникли галактики, звезды, планеты и жизнь. Это кажущееся противоречие давно беспокоит физиков.

Авторы новой работы показали, что ключ к разгадке - в расширении самого пространства. Когда Вселенная расширяется, она постоянно создает "новое место" - объем, в котором вещество может организоваться в структуры, не нарушая глобального роста энтропии. Иными словами, локальный порядок - звезды, планеты, биосферы - возможен именно потому, что суммарный объем Вселенной растет быстрее, чем она успевает "перемешаться".

В рамках новой теории гравитация рассматривается не просто как искривление пространства-времени по Эйнштейну, а как движущая сила, обеспечивающая эту структуризацию. Гравитация собирает вещество в сгустки, понижая локальную энтропию за счет увеличения ее в остальном пространстве - в виде излучения и тепла. Расширение Вселенной служит "буфером", без которого этот процесс был бы невозможен.

Авторы подчеркивают, что их подход не противоречит общей теории относительности, а надстраивается над ней. По мнению ученых, этот фреймворк может оказаться полезным в поисках единой квантовой теории гравитации - одной из главных нерешённых задач современной теоретической физики.