Si nuestro universo alcanzara un estado de máxima entropía, ¿seguiría habiendo movimiento?

Si. Sería un movimiento completamente desorganizado. No es que no haya energía; no habría energía termodinámica libre a partir de la cual se pudiera realizar el trabajo.

Todas las partículas estarían en movimiento, aunque probablemente muy lentamente. Pero según el teorema de la equipartición, todas las partes del universo estarían a la misma temperatura y, por lo tanto, la energía se distribuiría por igual. Ningún proceso podría hacer ningún trabajo: cambiaría continuamente entre microestados equivalentes y nunca realizaría ningún cambio en el macroestado.

Para obtener algún tipo de claridad sobre este concepto, debe considerar dos propiedades bastante obvias de toda la existencia.

(1) el espacio es infinito
(2) el espacio infinito debe contener materia infinita

A menos que creas algún tipo de tontería, como el espacio que se curva de una manera que se curva sobre sí mismo y forma una especie de bucle de cuarta dimensión, la única afirmación posible es que el espacio debe ser infinito. El espacio tiene que ser infinito porque no puede haber borde para el espacio, ya que eso sería claramente indefinido y una circunstancia imposible. Y no existe una cuarta dimensión espacial.

En un espacio infinito, si no hubiera también materia infinita, entonces la materia que está dentro del espacio infinito se habría disipado a una nada imperceptible hace mucho tiempo, con casi todo el espacio infinito conteniendo, de hecho, nada de nada. Incluso si solo 1 fotón escapó de una galaxia una vez cada cuatro billones a los mil quinientos años de poder, durante la extensión de una cantidad infinita de tiempo, esa galaxia está condenada a convertirse en una bola de hielo o acortar la eventualidad implosionando y luego explotando en los confines del espacio vacío.

Cuando se produce un evento de dispersión cósmica, como una supernova, hasta el último bit de materia que se expulsa a la inmensidad del espacio eventualmente se involucra en alguna otra galaxia en otra región del espacio, eventualmente. Porque no existe una partícula que viaje a través de una extensión infinita del espacio y nunca llegue a otra galaxia en su viaje infinito. Por lo tanto, la idea de que ocurra la máxima entropía y que todo el espacio se convierta en un páramo inmóvil y sin energía no es posible en absoluto, ya que hay una cantidad infinita de espacio en cada dirección, empujando pedazos de materia energizados en nuestra dirección (ahora y por un tiempo infinito hacia el futuro) y en la dirección general de todas las demás galaxias existentes. El infinito no deja de suceder, no importa lo que ocurra en una ubicación particular dentro de ese espacio infinito.

A2A
Ya hay algunas buenas respuestas aquí. Un estado de máxima entropía puede tener la temperatura que desee, siempre que esté distribuida de manera uniforme. Las únicas variaciones en la temperatura de un lugar a otro son fluctuaciones aleatorias. Esa es la razón por la cual en ningún trabajo se puede extraer del sistema. Por lo tanto, un sistema en un estado de entropía máxima puede y tiene mucho “movimiento”.
Se ha hecho una segunda observación: a medida que el universo se expande, su entropía máxima aumenta y, por lo tanto, nunca puede alcanzar un estado de “entropía máxima”. Si bien esto es cierto en cierto modo, no estoy seguro de que realmente cambie algo en absoluto.
Aparentemente es cierto porque a medida que aumenta el volumen disponible, también lo hace el número de estados disponibles. Si toma un cilindro de gas sellado, el contenido estará en un estado de máxima entropía y no se puede extraer ningún trabajo útil dentro del cilindro. Pero tan pronto como abre la válvula, aumenta el volumen de espacio disponible para el gas, y ahora se puede extraer energía. La expansión del universo es análoga a la apertura de la válvula.
Pero el problema con esta analogía es que el universo se expande en cada punto del espacio, por lo que me parece que no hay forma de que las partículas en el universo puedan aprovechar los estados adicionales de manera organizada. Si podemos usar la termodinámica clásica para esto (lo que puede no ser cierto), entonces diría que a medida que el universo se expande, se enfría uniformemente en todos los puntos del espacio, por lo que parece enfriarse sin que fluya calor a ningún lado.
Pero para responder a la pregunta principal, sí, los fotones seguirán moviéndose a la velocidad de la luz y la materia en el universo seguirá moviéndose de manera aleatoria.

Uno supondría que la ley de conservación de la materia y la energía continuaría “en vigor” (juego de palabras). Pero la energía sería tan difusa que sería prácticamente “inexistente”. El momento sin resistencia no requiere entrada de energía para mantener el impulso, por lo que una partícula u objeto, o grupo de elementos no tendrían energía o ímpetu para “impulsarlo” ni “resistencia” para continuar juntos o mantener el impulso. En otras palabras, no hay nada que lo detenga.

Esto, por supuesto, supone que, en algún momento, la gravedad no supera el impulso y causa una gran contracción. Sin embargo, si las observaciones actuales son correctas, parece que hay “demasiada energía” en el sistema, y ​​el universo parece destinado a “volar aparte” y escapar de su propia gravedad. Si esa hipótesis se cumple, uno esperaría que un objeto que se mueve a través de un verdadero vacío continúe moviéndose indefinidamente. Si un verdadero vacío existe o no está en cuestión. El “vacío” del espacio interestelar e intergaláctico no está necesariamente completamente vacío. No es un verdadero vacío, es prácticamente un vacío.

Si cualquier objeto que se mueve a través de un vacío “práctico” se encontrara con otro objeto, la colisión volvería a energizar ese haz de partículas u objetos al menos momentáneamente. Tarde o temprano, uno esperaría una de dos posibilidades: 1) toda la materia y energía en nuestro universo escapa a todos los encuentros potenciales con otra materia o energía; o, 2) hay “algo allá afuera” más allá de nuestro universo que los restos de nuestro universo podrían encontrar y con el que podría interactuar. Realmente no lo sabemos.

La respuesta a esta pregunta solo puede ser especulativa en este momento. Ya hay varias respuestas relevantes en el hilo, pero una posibilidad más es que toda la materia se transforme en radiación. Todo el movimiento sería aleatorio y a la velocidad de la luz. Sin embargo, esperaría que las leyes de la física adoptaran nuevas formas en tales circunstancias, y el espacio-tiempo en sí mismo podría verse seriamente afectado, por lo que el movimiento también podría ser otra cosa …

El calor es el movimiento aleatorio de las partículas. El trabajo es el movimiento uniforme de las partículas. La muerte por calor es la “muerte” del trabajo debido a que todas las partículas se mueven al azar; por lo tanto, las partículas aún se mueven. Todavía hay energía cuando las partículas chocan, pero no funcionan para realizar y mantener una tarea (por ejemplo, superar la energía de activación).

El movimiento es un movimiento relativo. Si nada en el universo se movía en relación con cualquier otra cosa en él, solo existe la posibilidad de que todo el universo se moviera en relación con otra cosa.

Una definición de entropía dice que es un indicador de la dirección del tiempo. Entonces, si puede visualizar la situación en la que el tiempo se convierte en “máximo”, puede obtener su respuesta.

Todavía habrá movimientos. Algo que vale la pena señalar es el hecho de que nuestro universo es en realidad un espacio designado para que las cosas fluyan de acuerdo con el vacío. Si, solo si, sucede que hay un Sol moribundo, o una explosión plana que interrumpiría el flujo del espacio-tiempo, nada permanecerá constante en el universo

Lo que estás describiendo es la muerte por calor del Universo.
Es un destino sugerido en el que el Universo ha disminuido a un estado sin energía termodinámica y, por lo tanto, ya no puede sostener procesos que consuman energía, incluida la vida.

Lo que describiste es la “muerte por calor” del universo, hipotetizada por científicos del siglo XIX. Pero hay dos razones por las cuales los científicos se han alejado de él ahora 1) ni siquiera tenemos una buena manera de definir la “entropía del universo”, solo la entropía de los sistemas cerrados en el universo 2) la entropía se comporta de manera muy diferente con la gravedad. En lugar de requerir que la materia y la energía se extiendan más (como con la fuerza electromagnética), los sistemas de gravedad tienen más entropía cuando están agrupados.

Interesante pregunta. Supongo que la Muerte de calor del Universo no impediría el movimiento, siempre que se pusiera en movimiento antes de alcanzar la máxima entropía. Pero eso plantea la pregunta, ¿qué pasa si dos de esos objetos flotan en el vacío del espacio y chocan? ¿Su energía cinética se convertiría en térmica? Eso violaría todo el asunto de la Muerte de calor que está sucediendo. Espero no haberte confundido aún más.

No hay entropía máxima porque el universo se está expandiendo y el espacio es entrópico.

No habría movimiento de materia porque no habría materia. Toda la materia habría decaído a energía pura muy, muy cerca pero nunca llegando al cero absoluto.