Если процесс начинается с какого-то хотя бы частично упорядоченного состояния, то сам по себе, без внешних воздействий он развивается в сторону беспорядка.
Если мы хотим навести порядок в системе, то должны на нее извне воздействовать. Например, мы можем заставить течь тепло от холодного тела к горячему. Так работают домашние холодильники. В них тепло из холодильной камеры с пониженной температурой «перекачивается» во внешнюю атмосферу, температура которой выше, чем температура камеры. Но для этого должен работать мотор холодильника, должна затрачиваться энергия.
Очень важно, что, создавая более упорядоченное состояние в какой-либо системе, влияя при этом на нее извне из еще большей системы, мы совершенно обязательно вносим дополнительный беспорядок в эту большую систему. Так при «перекачке» тепла из холодильника в атмосферу работающий мотор выделяет дополнительное тепло и еще больше нагревает атмосферу, увеличивая «хаос» движения молекул в ней. Законы термодинамики гласят, что «хаос», внесенный в большую систему, обязательно превышает «порядок», устанавливаемый в меньшей системе. Так что в целом в мире «хаос», энтропия должны только нарастать, несмотря на то, что в отдельных его частях может устанавливаться порядок.
У. Томсон и Р. Клаузиус поняли, какое важнейшее значение имеет открытый ими закон термодинамики для эволюции всей Вселенной. Действительно, для всего мира обмен энергией с какими-то «другими системами» невозможен, то есть Вселенная должна рассматриваться как изолированная система. Значит, во Вселенной все виды энергии должны перейти в конце концов в тепло, а тепло должно равномерно распределиться по веществу, после чего все макроскопические движения прекратятся. Хотя закон сохранения энергии при этом не нарушается, энергия никуда не исчезает и остается в виде теплоты, но она оказывается «бессильной», лишенной возможности превращения, возможности совершать работу движения. Такое мрачное состояние получило название «тепловой смерти» Вселенной. Читатель, наверное, согласится, что такое название очень точно характеризует саму суть состояния.
Мы теперь знаем, что буквально в том виде, как это делали У. Томсон и Р. Клаузиус, выводы о тепловой смерти ко Вселенной неприменимы. Дело в том, что Вселенная нестационарна, она взорвалась в прошлом, и, кроме того, в процессах, происходящих в космосе, существенно тяготение. Все это не могло быть тогда учтено основоположниками термодинамики. Как конкретно развивается Вселенная, мы уже рассказали. Сейчас происходят бурные процессы рождения и эволюции миров. Однако надо подчеркнуть, что вывод о постоянном росте энтропии во Вселенной правилен.
Итак, во Вселенной идет необратимый процесс роста энтропии. Не он ли определяет направление бега времени? Безусловно, как общая тенденция для всей Вселенной рассмотрение необратимых процессов должно иметь отношение к бегу реки времени. Но давайте вспомним, что «бег времени» проявляется в любых процессах, даже самых элементарных. И во всех таких процессах, происходящих далеко друг от друга, он протекает, насколько мы знаем, согласованно в одну сторону. Откуда такое согласование? Сказывается ли на них как-то общий рост энтропии всей Вселенной? Может быть, и сказывается, но каким образом — мы об этом пока ничего не знаем.
Когда задумываешься над тем, какое глобальное явление природы может определить направленный бег времени, то невольно приходит мысль о расширении Вселенной.
Может быть, направление времени совпадает с направлением процесса увеличения расстояний между галактиками в ходе расширения Вселенной? Такую идею высказал английский ученый Ф. Хойл.
Для обозначения направления течения времени А. Эддингтон придумал даже специальное название — «стрела времени». По мнению А. Эддингтона, Ф. Хойла и некоторых других «стрела времени» существует, потому что Вселенная расширяется. Если в будущем расширение сменится сжатием, то, по мнению этих ученых, изменится и направление «стрелы времени».
Такую гипотезу можно было бы обсуждать, если бы расширение Вселенной, разбегание галактик как-то сказывалось в каждом месте, в каждой точке пространства. Например, если при этом было бы всеобщее растяжение всех тел, всех длин, если бы с расширением Вселенной увеличивались бы размеры звезд и планет, размеры наших тел и атомов с их ядрами и так далее. Но ничего подобного нет.
В сегодняшней Вселенной удаление друг от друга далеких галактик никак не влияет на процессы в звездах, на их размеры, на размеры других небесных тел или атомов вещества. А раз нет физического влияния, то непонятно, как разбегание галактик может определять течение времени в процессах, происходящих, например, на планетах или в реакциях элементарных частиц. Против возможности определения «стрелы времени» расширением Вселенной решительно возражал Я. Зельдович.