Энтропия — это фундаментальная физическая величина, характеризующая степень неупорядоченности системы и направление протекания процессов. Впервые она была введена в термодинамике для описания необратимости тепловых явлений и стала ключевым понятием второго закона термодинамики.
") — физическая величина, характеризующая количество возможных состояний системы и часто связываемая с ростом беспорядка, — в замкнутой системе со временем может только увеличиваться. Именно этот закон определяет направление течения [времени](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") и объясняет необратимость большинства процессов, происходящих в [природе](https://hanga.su/glossary/nature "Природа — это удивительная совокупность экосистем, живых организмов и природных явлений, которые формируют наш мир. Каждый элемент природы, от мельчайших микробов до величественных гор и океанов, играет важную роль в поддержании жизни на планете.
"). Однако существует проблема, которая уже многие десятилетия остается одной из самых интересных загадок современной [космологии](https://hanga.su/glossary/cosmology "Космология — это раздел астрофизики, изучающий происхождение, структуру, состав и эволюцию Вселенной в целом. Она опирается на наблюдения космического микроволнового фона, распределения галактик, красного смещения и другие астрофизические данные, позволяющие восстановить картину развития космоса от первых долей секунды после Большого взрыва до современного состояния.
"). Если [Вселенная](https://hanga.su/glossary/universe "Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
") непрерывно движется к состоянию большей [энтропии](https://hanga.su/glossary/entropy "Энтропия — это фундаментальная физическая величина, характеризующая степень неупорядоченности системы и направление протекания процессов. Впервые она была введена в термодинамике для описания необратимости тепловых явлений и стала ключевым понятием второго закона термодинамики.
"), почему за миллиарды лет ее эволюции возникли столь сложные и высокоорганизованные структуры? Из относительно однородного первичного [вещества](https://hanga.su/glossary/substance "Вещество — это форма материи, обладающая массой и занимающая пространство. Оно состоит из атомов, молекул или элементарных частиц, взаимодействующих между собой посредством фундаментальных сил. Основные состояния вещества включают твёрдое, жидкое, газообразное и плазму, однако современная физика дополнительно выделяет экзотические формы, такие как конденсат Бозе–Эйнштейна, кварк-глюонная плазма и сверхтекучие фазы.
") появились галактики, звездные системы, планеты, сложные химические соединения, живые организмы и, наконец, разумная жизнь. На первый взгляд подобное развитие противоречит идее непрерывного увеличения беспорядка. Новую попытку объяснить этот парадокс предприняла профессор математики Лондонского университета королевы Марии Джинестра Бьянкони. В работе, опубликованной в журнале Physical Review D, она исследовала проблему в рамках собственной [теории](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") Gravity from Entropy (GfE) — модели, согласно которой гравитация не является фундаментальным взаимодействием, а возникает как следствие более глубоких информационных и термодинамических процессов. Подобные идеи появились не на пустом месте. Еще в 1970-х годах Якоб Бекенштейн и Стивен Хокинг показали, что черные дыры обладают собственной энтропией и температурой, а также способны испускать тепловое излучение. Эти открытия впервые продемонстрировали, что между пространством-временем, информацией и законами термодинамики существует гораздо более глубокая связь, чем считалось ранее. С тех пор многие физики пытаются построить теорию, которая объединила бы общую теорию относительности, [квантовую](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") механику и статистическую физику в единую картину устройства [Вселенной](https://hanga.su/glossary/universe "Вселенная — это бескрайнее пространство, охватывающее всё существующее: от мельчайших частиц до огромных галактик и звёздных систем. Её возраст оценивается примерно в 13,8 миллиарда лет, начиная с момента Большого взрыва. На протяжении всего этого времени Вселенная расширялась и эволюционировала, формируя сложные структуры, такие как звёзды, планеты и туманности.
"). [Теория](https://hanga.su/glossary/theory "Теория – это фундаментальная часть науки, которая объясняет наблюдаемые явления и помогает предсказывать будущие события. Она создаётся на основе тщательных исследований, экспериментов и анализа данных. Теория – это больше, чем просто идея; она должна быть проверяема, объяснять существующие факты и быть способной к развитию.
") GfE представляет собой один из таких подходов. В ней предполагается, что гравитация возникает вследствие информационного различия между истинной геометрией пространства-времени и геометрией, формируемой материей и кривизной [пространства](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
"). Центральную роль в этой модели играет [квантовая](https://hanga.su/glossary/quantum "Квантовая физика — это фундаментальная область науки, исследующая поведение частиц на мельчайших уровнях, где классическая механика перестает работать. Принципы квантовой суперпозиции, запутанности и туннельного эффекта лежат в основе множества современных технологий, включая квантовые компьютеры, сенсоры и криптографию. Квантовые системы способны обрабатывать информацию на порядки быстрее традиционных компьютеров, а квантовая связь предлагает абсолютную защиту данных.
") геометрическая относительная энтропия (Quantum Geometric Relative Entropy, QGRE), которая описывает это различие и фактически становится фундаментальной характеристикой пространства-времени. Важным достоинством новой модели является то, что при обычных условиях она практически полностью совпадает с общей теорией относительности Эйнштейна. Все хорошо проверенные предсказания классической гравитации сохраняются. Однако в условиях очень высоких энергий, сильной кривизны пространства или на ранних этапах существования Вселенной теория начинает давать новые результаты. Одним из наиболее интересных следствий становится естественное появление динамической темной [энергии](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") — загадочного компонента, который, по современным представлениям, отвечает за ускоренное расширение Вселенной. В новом исследовании профессор Бьянкони сосредоточилась не столько на гравитационных эффектах, сколько на термодинамических свойствах своей модели. Используя космологическую модель Фридмана—Робертсона—Уокера, которая описывает расширяющуюся Вселенную, она исследовала, каким образом меняется энтропия по мере космической эволюции. Полученные результаты оказались весьма неожиданными. Расчеты подтвердили, что второй закон термодинамики полностью выполняется: суммарная энтропия Вселенной действительно непрерывно возрастает. Но одновременно обнаружился второй процесс, который ранее практически не обсуждался. По мере расширения Вселенной энтропия, приходящаяся на единицу объема пространства, постепенно уменьшается. Именно этот вывод может стать ключом к решению многолетнего космологического парадокса. Если глобальная энтропия возрастает, а локальная энтропия уменьшается, то внутри расширяющейся Вселенной естественным образом появляются условия для формирования все более сложных структур. Иными словами, образование [галактик](https://hanga.su/glossary/galaxy "Галактика — это крупная гравитационно связанная система, состоящая из звёзд, межзвёздного газа, пыли, тёмной материи и звездных скоплений. Все компоненты галактики удерживаются общей гравитацией, формируя сложную динамическую структуру. В зависимости от формы и характеристик выделяют несколько основных типов галактик: спиральные, эллиптические и неправильные. Каждая из них имеет свою историю формирования и эволюции, связанную с процессами звездообразования, столкновениями и взаимодействиями с соседними галактическими системами.
"), звезд, планет и даже жизни вовсе не противоречит второму закону термодинамики. Напротив, подобная организация вещества может быть естественным следствием фундаментальных физических процессов. Авторы предлагают по-новому взглянуть на само понятие порядка. В классическом представлении увеличение энтропии часто воспринимается как постепенный переход к хаосу. Однако новая теория показывает, что эти процессы могут происходить одновременно, но на разных масштабах. Пока общая энтропия всей Вселенной растет, локальные области способны становиться более организованными, создавая условия для возникновения сложных космических структур. Еще одним интересным результатом работы стало появление у пространства-времени собственных термодинамических характеристик. В рамках теории GfE естественным образом возникают аналоги температуры, давления и внутренней энергии. При этом динамическая [темная энергия](https://hanga.su/glossary/dark-energy "Тёмная энергия — одно из самых загадочных понятий современной физики и космологии. Это гипотетическая форма энергии, равномерно распределённая по всему пространству и оказывающая отталкивающее воздействие, противоположное гравитации. Именно с её существованием связывают наблюдаемое ускорение расширения Вселенной, впервые зафиксированное в конце XX века при изучении сверхновых типа Ia.
") интерпретируется как внутренняя [энергия](https://hanga.su/glossary/energy "Энергия — одно из ключевых понятий физики и фундаментальная характеристика материи. Она выражает способность системы совершать работу, создавать движение или вызывать изменения в окружающем мире. Энергия существует в различных формах — механической, тепловой, электрической, химической, ядерной и других — и может переходить из одной формы в другую, но никогда не исчезает, что отражает закон сохранения энергии.
") пространства-времени, а квантовая геометрическая относительная энтропия играет роль локальной энтропии. Такая картина позволяет рассматривать саму геометрию Вселенной как своеобразную физическую среду, обладающую собственными термодинамическими свойствами. Исследование также показывает важную роль расширения Вселенной. По мере увеличения космических масштабов растет объем элементарных участков пространства. Именно это расширение обеспечивает одновременное увеличение полной энтропии и уменьшение локальной энтропии на единицу объема. Благодаря такому механизму процессы самоорганизации оказываются полностью совместимыми с фундаментальными законами термодинамики. Несмотря на впечатляющие результаты, работа пока остается теоретической. Все выводы основаны на математическом моделировании и требуют дальнейшей проверки с помощью космологических наблюдений и будущих исследований [квантовой](https://hanga.su/glossary/quant "Слово «квантовый» происходит от латинского слова *quantum*, означающего «сколько» или «определённая порция». В научном контексте термин «квантовый» используется для описания явлений, происходящих на уровне атомов и элементарных частиц, где классическая физика перестаёт быть применимой. Квантовый мир подчиняется законам квантовой механики — фундаментальной теории, объясняющей поведение материи и энергии в малых масштабах.
") гравитации. Тем не менее предложенная модель представляет большой интерес для современной фундаментальной физики, поскольку затрагивает сразу несколько ключевых проблем: происхождение пространства-времени, природу темной энергии, необратимость времени, связь информации с геометрией Вселенной и механизмы формирования космической структуры. Если дальнейшие исследования подтвердят основные положения теории GfE, это может стать важным шагом к созданию единой физической картины мира, объединяющей общую теорию относительности, квантовую механику, статистическую физику и космологию. В такой модели [пространство](https://hanga.su/glossary/extent "Пространство — одно из базовых понятий в математике, физике и философии, обозначающее упорядоченное множество элементов (точек, событий, состояний), для которого определены некоторые структуры или отношения.
"), [время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
"), [информация](https://hanga.su/glossary/information "Информация – основа познания, связующая науку, технологии и общество. Она представлена в виде данных, сигналов, знаний и сообщений, передающихся от источника к получателю с помощью различных носителей. В природе информация кодируется ДНК, в технологиях – цифровыми системами, а в культуре – языками и символами.
"), энтропия и гравитация перестанут рассматриваться как независимые понятия и окажутся различными проявлениями одного фундаментального механизма, определяющего эволюцию нашей Вселенной. **Ссылка:** «Термодинамика гравитации на основе теории энтропии» [ DOI: 10.1103/26kn-thgp.](https://dx.doi.org/10.1103/26kn-thgp "DOI: 10.1103/26kn-thgp") - [ Исследования ](https://hanga.su/research) - [ Космос ](https://hanga.su/space) - [ Физика ](https://hanga.su/physics) - [ Квантовые технологии ](https://hanga.su/quantum-technologies) - [ Астрофизика ](https://hanga.su/astrophysics) - Понравилось: 29 - Похожие материалы: [Информационная Энтропийная Гравитация: новая теория объясняет происхождение силы тяжести через квантовую информацию](https://hanga.su/2260,2026) | [Квантовая физика забывания: как удаление информации связано с энергией и энтропией](https://hanga.su/810,2025) | [Квантовая энтропия и путешествия во времени: физик решает парадокс дедушки](https://hanga.su/525,2025) | [Энтропийная гравитация вместо тёмной энергии: может ли информация ускорять расширение Вселенной](https://hanga.su/2227,2026) | [Энтропийная гравитация: новый взгляд на объединение квантовой механики и общей теории относительности](https://hanga.su/782,2025) | [Энтропийная кривизна вакуума: может ли одно поле заменить тёмную материю и тёмную энергию?](https://hanga.su/2263,2026) Загрузка следующей статьи...