История и методология физики

«Тепловая смерть» Вселенной 
Термодинамика, изучающая тепловые явления в системах, состоящих из 
большого числа частиц, неприменима к микросистемам, размеры которых сравнимы с 
размерами молекул. Это определяет нижнюю границу применимости термодинамики. 
Возможно, существуют ограничения и на применимость термодинамики к системам 
космических размеров, особенно к Вселенной в целом. Этим можно объяснить 
возникновение концепции «тепловой смерти» Вселенной, которую выдвинули 
Кельвин и Клаузиус. 
Распространяя законы термодинамики на всю Вселенную, Клаузиус 
сформулировал в кратком виде эту концепцию: «Энергия мира остается постоянной, 
энтропия мира стремится к максимуму». Другими словами, Вселенная когда-нибудь 
придет в состояние термодинамического равновесия. Тогда все процессы прекратятся, 
и не будет никаких причин для возникновения каких-либо процессов: наступит 
«тепловая смерть». Об этом образно писал английский физик Джеймс Джинс (1877-
1946): «Вселенная не может существовать вечно; рано или поздно должно 
наступить время, когда ее последний эрг энергии достигнет наивысшей ступени на 
лестнице падающей полезности, и в этот момент активная жизнь Вселенной 
должна будет прекратиться».
Возражая против концепции «тепловой смерти», Больцман развивал 
«флуктуационную гипотезу». Он считал, что состояние термодинамического 
равновесия представляет собой лишь наиболее вероятное, часто встречающееся 
состояние. Однако в равновесной системе всегда существуют флуктуации, которые 
могут быть очень большими. Применяя эти соображения, Больцман пришел к выводу, 
что та часть Вселенной, в которой мы существуем, является огромной флуктуацией 
Вселенной в целом, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. 
Всякая флуктуация должна со временем исчезать, но столь же неизбежно должны 
возникать флуктуации в других частях Вселенной. Так что, согласно Больцману, одни 
миры возникают, другие погибают, но Вселенная в целом не перестает существовать.
Однако гипотеза Больцмана также не безупречна. Дело в том, что вероятность 
больших флуктуации в макросистемах, в общем, ничтожно мала. Кроме того. 
Вселенная в целом является специфической системой, в которой определяющую роль 
играют дальнодействующие гравитационные силы. Специфика проявляется в том, что, 

---

если для идеального газа наиболее вероятным является равномерное распределение 
частиц в пространстве, то в системе гравитирующих частиц их однородное 
распределение не соответствует максимальной энтропии. Звезды и галактики 
образуются из равномерного распределения вещества не из-за флуктуации, а 
вследствие естественных процессов, идущих с ростом энтропии. Согласно 
современным результатам наблюдений Метагалактика является расширяющейся, т.е. 
нестационарной системой. Поэтому вопрос о «тепловой смерти» Вселенной нельзя 
считать корректно поставленным.