Entropi ve Zamanın Oku (Entropy)

Termodinamiğin İkinci Yasası'na göre izole bir sistemde entropi asla azalmaz, daima artar veya sabit kalır. Kırılan bir yumurtanın kendiliğinden birleşmemesi, kahveye damlayan sütün homojen karışması gibi gündelik olaylar entropinin artış yönüdür. Temel fizik yasaları (Newton, kuantum mekaniği, görelilik) zaman simetrisine sahipken (tersine de çalışabilirken), bize zamanın tek yönlü aktığını hissettiren tek olgu entropi artışıdır.

19. yüzyılda Rudolf Clausius tarafından buhar makinelerinin verimliliği üzerine çalışılırken tanımlanan ve Ludwig Boltzmann tarafından istatistiksel mekanik temeline (S = k_B ln W) oturtulan entropi, bir makroskobik sistemin sahip olabileceği mikroskobik atomik dizilim (mikrodurum / W) sayısının logaritmik ölçüsüdür. Dağınık bir sistemin olası mikroskobik dizilim sayısı, düzenli bir sisteminkinden trilyonlarca kat daha fazla olduğu için, doğadaki tüm süreçler istatistiksel olarak düşük entropiden (düzen) yüksek entropiye (düzensizlik ve ısıl denge) doğru evrilir.

Fizikteki Newton, Maxwell, Einstein ve Schrödinger denklemlerinin tamamı zaman açısından simetriktir (zaman t yerine -t yazılsa da denklemler geçerlidir); geçmiş ile geleceği birbirinden ayıran ve 'Zamanın Oku'nu (Arrow of Time - Arthur Eddington'ın terimi) yaratan tek yasa Termodinamiğin İkinci Yasası'dır. Kozmolojideki en derin soru ise 'Geçmiş Hipotezi'dir: Evrenimiz Büyük Patlama anında neden son derece düşük kütleçekimsel entropili, tekdüze bir durumda başladı? Bugün yıldızların parlaması, Dünya'ya düşük entropili Güneş fotonlarının gelmesi ve canlılığın (metabolizma ve hafızanın) var olabilmesi, doğrudan evrenin bu başlangıçtaki düşük entropi mirasını tüketmesi sayesinde mümkündür.