Entropia jest kluczowym pojęciem w fizyce, zwłaszcza w termodynamice, choć jej matematyczna natura często sprawia, że trudno ją wyjaśnić prostymi słowami. Można ją jednak uprościć, mówiąc o liczbie sposobów, na jakie można zmienić układ, nie zmieniając jego ogólnej charakterystyki.

Przykład z życia codziennego: sprzątanie pokoju. Jest tylko jeden sposób, by pokój był idealnie uporządkowany, co oznacza niską entropię. Jednak wystarczy, że wrzucimy do pokoju jedną skarpetę, a już mamy wiele możliwości jej umiejscowienia, co zwiększa entropię. Gdy dodamy więcej elementów, jak dzieci lub psy, chaos (i entropia) rosną.

Entropia jest użyteczna dla fizyków, ponieważ pomaga kodować informacje w systemie. Dlatego mierząc entropię, mogą zrozumieć ilość informacji w danym systemie. Dotyczy to każdego układu we wszechświecie, w tym czarnych dziur.

W 1981 roku fizyk Jacob Bekenstein odkrył, że czarne dziury i ich horyzonty zdarzeń mają wyjątkowe właściwości. Po pierwsze, objętość wewnątrz czarnych dziur reprezentuje największą ilość entropii, jaką może zawierać jakikolwiek podobny obszar we wszechświecie. Oznacza to, że czarne dziury są „sferami maksymalnej entropii”.

Drugie odkrycie Bekensteina dotyczy tego, jak czarne dziury reagują na dodanie do nich informacji: rosną, ale w sposób nietypowy – zwiększa się ich powierzchnia, a nie objętość, proporcjonalnie do ilości nowych informacji. Jest to inaczej niż w przypadku innych systemów, jak gwiazda pochłaniająca planetę czy osoba jedząca hamburgera, gdzie zarówno entropia, informacja, jak i objętość systemu wzrastają proporcjonalnie do siebie.

Te odkrycia wciąż budzą pytania i zaciekawienie w świecie nauki, dotyczące związku między mechaniką kwantową, grawitacją i informacją.

Źródło: Science Alert