Флуктуационная гипотеза Больцмана

Одну из наиболее последовательных и логически обоснованных попыток решения проблемы ТСВ предпринял Л. Больцман. Он исходил из преобладавшего в конце XIX — начале XX века представления о том, что Вселенная является бесконечной (или практически бесконечной) в пространстве и вечной (или практически вечной) во времени. Вечность Вселенной предполагает, что к любому данному моменту времени она, в соответствии со вторым законом термодинамики, должна была уже прийти в состояние с максимальной энтропией. Однако Больцман обращает внимание на статистический характер второго закона, который не запрещает флуктуаций, случайных самопроизвольных отклонений от наиболее вероятного состояния. В вечной и бесконечной Вселенной теоретически можно дождаться флуктуации, в результате которой доступная наблюдению часть Вселенной окажется в состоянии с пониженной энтропией. Флуктуационная гипотеза Больцмана заключалась в том, что мы живем как раз внутри такой гигантской флуктуации, приведшей к локальному понижению энтропии. Рассасывание этой флуктуации и связанный с этим рост энтропии наблюдаемой части Вселенной тогда не означает тепловой смерти, поскольку с неизбежностью должны возникать аналогичные флуктуации в других частях Вселенной.

Флуктуационная гипотеза встречается с рядом серьезных затруднений. Во-пер­вых, в современной космологии достаточно надежно установлено, что возраст Вселенной конечен и не слишком велик (13–15 миллиардов лет, см. п. 5.1.1), так что она не могла успеть достичь состояния с максимальной энтропией. Во-вторых, для существования земной жизни и цивилизации вполне достаточно было бы флуктуации размером с Солнечную систему. Между тем, астрономические данные свидетельствуют, что в состоянии, далеком от состояния ТСВ, находится вся наблюдаемая часть Вселенной, поперечником в миллиарды световых лет. Вероятность такой флуктуации невообразимо мала. Наконец, в-тре­ть­их, как показал известный физик Я. П. Тер­лец­кий, принятие флуктуационной гипотезы связано с отказом от принципа причинности, по крайней мере, в применении ко всей Вселенной. Дело в том, что в областях, где, по мысли Больцмана, флуктуации развиваются, энтропия с течением времени должна понижаться. Поскольку направление изменения энтропии, как говорилось в п. 4.4, определяет направление стрелы времени, время в этих областях должно, с нашей точки зрения, течь вспять — со всеми вытекающими отсюда последствиями. Без крайней необходимости трудно пойти на столь кардинальный пересмотр основополагающих представлений о мире.