¿La segunda ley de la termodinámica implica un comienzo espaciotemporal del universo?

En el marco clásico, es decir, sin relatividad general y observaciones astrofísicas del siglo XVIII, esta es una pregunta válida. Cuando se habla de un "Universo", uno debe tener un modelo, y el modelo depende del estado del conocimiento de la física en el momento del modelo.

La segunda ley establece que la entropía siempre aumenta o permanece igual. Uno puede hacer un modelo en el marco clásico, donde la entropía comienza en cero y sigue aumentando. Es un modelo para aquellos que necesitaban un comienzo del universo, como personas religiosas.

Se podrían idear otros modelos, de un universo que comienza en el tiempo-infinito en alguna entropía que continúa aumentando con el tiempo, y está en el punto donde el universo está ahora.

La física ha progresado desde el siglo XVIII. Existen observaciones astrofísicas a las que se les ha ajustado un modelo específico, y de momento este es el modelo cosmológico estándar .

Historia del Universo: se supone que las ondas gravitacionales surgen de la inflación cósmica, una expansión justo después del Big Bang.

La porción coloreada hacia el comienzo del universo a la izquierda no es susceptible de termodinámica a gran escala para su homogeneización, debido a la relatividad especial y general, las regiones del universo no pueden llegar a un equilibrio termodinámico universalmente, solo localmente, por lo que no hay entropía. del universo total se puede definir antes de eso.

Es la Relatividad General la que da la dependencia funcional del espacio y el tiempo hacia el principio, y la mecánica cuántica con la creación de partículas hasta la edad blanca en la trama. En la región blanca se plantea la hipótesis de un campo gravitacional cuantizado que crea una imagen consistente del espectro CMB observado del universo en nuestro sitio: la Tierra en este año.

Entonces, la entropía tiene poco que ver con el comienzo del universo en el modelo estándar de cosmología.

No. Un "estado inicial" de baja entropía podría ser el resultado de una supuesta fluctuación antrópica en un universo eterno (pasado).

Las fluctuaciones sobre el equilibrio podrían, fortuitamente, crear las condiciones iniciales para la vida tal como la conocemos. Esto fue propuesto por Boltzmann y su asistente Schutz a fines del siglo XIX, aunque finalmente una sucesión de físicos, en particular Eddington y Feynman, lo consideraron insatisfactorio. Los críticos enfatizaron que en una fluctuación antrópica, uno debería esperar una entropía máxima compatible con la vida (esto está relacionado con la paradoja del cerebro de Boltzmann). Esto, o algo parecido, sigue siendo, sin embargo, una posibilidad lógica.

Esta discusión asume cierto nivel de ergodicidad.