Si todas las demás cosas son iguales, la entropía de un sistema aumenta a medida que aumenta su volumen. Esto se debe a que con más volumen, hay más formas en que las cosas pueden y se distribuirán en los volúmenes.
Pero luego dices que mientras el volumen del universo aumenta, las cosas se condensaban en galaxias, estrellas, etc. ¿No significa esto una reducción en la entropía? La respuesta a eso es definitivamente, “no”. Estas condensaciones de materia dan como resultado que otras cosas se dispersen a corto plazo y se vuelvan más aleatorias. El último efecto es más fuerte que las reducciones en la aleatoriedad en los objetos condensados. Eso significa un aumento neto en la entropía en el corto plazo.
A medida que las partes de condensación se hacen más pequeñas, se calientan, y algunas de las cosas, como las estrellas, incluso se calientan. Ahora están irradiando energía. Como dice Sean Carroll en el enlace de video de Jan Ree, cada fotón radiado producido es una unidad de entropía agregada al universo. Carroll está hablando de fotones irradiados solo de la Tierra. Si considera que los fotones irradiados desde cada objeto condensado en el universo, este aumento en la entropía se suma continuamente, y ninguna cantidad de orden local puede compensar este aumento.
A medida que las estrellas envejecen, sus partes externas se hincharán con una gran cantidad de evaporación, lo que aumenta la aleatoriedad, o las estrellas explotarán con aumentos aún mayores en la aleatoriedad.
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Simplemente no hay un evento importante en astronomía en el que la entropía del sistema involucrado no haga más que aumentar.
Hay dos partes en la imagen de entropía que empequeñecen a todas las demás, y ambas involucran radiación. El primero, y lo que creo que es, con mucho, el más grande, es la difusión continua de la radiación cósmica de fondo de microondas en el espacio en expansión. Este es un proceso que aumenta la entropía de una manera sencilla. Un número casi constante de fotones (¡un número enorme!) En un volumen creciente.
La segunda parte es el aumento de fotones de la radiación de objetos condensados de partículas de polvo a nebulosas a estrellas. De hecho, incluso los agujeros negros se irradian, aunque muy lentamente al principio. Cada fotón adicional irradiado es una unidad más de entropía agregada al universo. Hay muchos de estos fonones pero no tantos como ya existen en la radiación de fondo.
En una primera aproximación, la evolución de la entropía del universo está dominada por la propagación de la radiación de fondo en volúmenes crecientes de espacio.
Cuando las personas observan las estructuras ordenadas en el universo y se maravillan adecuadamente con muchas de ellas, están considerando una fracción asombrosamente pequeña de todo lo que está allí y también ignorando los desordenados eventos que produjeron las estructuras ordenadas y sin notar los efectos de la energía continuamente. irradiado lejos de las estructuras. Siempre hay un impuesto de entropía sobre la generación de orden en el universo.