La entropía puede definirse intuitivamente como una medida de “desorden” en un sistema termodinámico. La segunda ley de la termodinámica dice que cualquier sistema (aislado) “quiere” evolucionar hacia el equilibrio termodinámico. El equilibrio termodinámico se puede definir aproximadamente como un estado en el que no hay flujo de energía. Este estado también puede describirse como un estado de máxima entropía. Por lo tanto, la entropía nunca puede disminuir, y si deja un sistema por sí solo el tiempo suficiente, eventualmente alcanzará un estado de entropía máxima.
El escenario de “muerte por calor” o “gran congelación”, que es solo uno de varios escenarios posibles que intentan predecir el destino final del universo, es simplemente el escenario en el que el universo es tratado como un sistema aislado y, por lo tanto, segunda ley, eventualmente debe alcanzar el equilibrio termodinámico, como cualquier otro sistema.
En este escenario, no importa a qué temperatura alcance el universo. Cualquiera que sea la temperatura, lo único que importa es que es la misma en todo el universo. Si cada parte del universo tiene la misma temperatura que cualquier otra parte, no puede haber flujo de calor entre las diferentes partes. Si el calor no puede fluir, entonces la materia o la energía tampoco pueden fluir. En otras palabras, no puede ocurrir ningún tipo de proceso físico y el universo estaría “muerto”. (En particular, por supuesto, esto significa que la vida ya no podría existir).
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Si considera que la idea de que la temperatura uniforme es igual a la entropía máxima no es intuitiva, puede estar seguro de que no es el único. Tratemos de explicar esto usando un ejemplo simple.
Digamos que tiene una caja aislada, completamente sellada de su entorno y llena de partículas. ¿Cuál es el estado de menor entropía de este sistema? Bueno, si todas las partículas están exactamente en la misma posición dentro de la caja, entonces es lógico decir que están en un estado de “orden máximo” o “desorden mínimo”. Este es el estado de entropía mínima. ¿Qué sucede si los sistemas comienzan en este estado y luego se les permite evolucionar libremente? Bueno, naturalmente, las partículas comienzan a moverse. A medida que se vuelven menos localizados, el sistema se vuelve menos ordenado y aumenta la entropía.
¿Te imaginas que las partículas vuelven de nuevo, por casualidad, al estado en el que están exactamente en la misma posición? Eso parece altamente improbable. De hecho, de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, este estado, el de entropía mínima, nunca volverá a ocurrir (al menos mientras la caja permanezca aislada). Las partículas continuarán extendiéndose, la entropía aumentará y, finalmente, las partículas alcanzarán un estado en el que se distribuirán de manera uniforme. Esto es, en términos generales, el estado de equilibrio termodinámico, o entropía máxima.
Lo mismo, más o menos, se aplica al universo en su conjunto, de acuerdo con el escenario de “gran congelación”. Simplemente reemplace la caja con el universo.
