En matematiker vid Queen Mary University of London har utvecklat ett ramverk kallat Gravity from Entropy som kan förena universums ökande totala entropi med uppkomsten av komplexa strukturer som galaxer, stjärnor och liv.
Professor Ginestra Bianconi ledde studien som publicerades i Physical Review D 2026. Hennes analys visar att även om universums totala entropi stiger i takt med den kosmiska expansionen, minskar entropin per volymsenhet. Detta mönster skulle kunna tillåta lokal ordning att uppstå utan att bryta mot termodynamikens andra huvudsats.
Arbetet bygger på kopplingar mellan gravitation och termodynamik som först utforskades av Jacob Bekenstein och Stephen Hawking på 1970-talet. Bianconis metod använder statistisk mekanik för att beskriva hur gravitation uppstår ur rumtidens informationsegenskaper, uttryckt genom den kvantgeometriska relativa entropin mellan två metriker.
Vid låga energier återskapar ekvationerna den allmänna relativitetsteorin, men vid starkare krökningar genererar de en dynamisk term för mörk energi. Studien undersöker dessa effekter i Friedmann-Robertson-Walker-rumtider och finner att lokala geometriska komponenter följer en version av termodynamikens första huvudsats.
"Detta arbete avslöjar hur teorin Gravity from Entropy kan ta sig an den utmanande frågan om att förena termodynamikens andra huvudsats med uppkomsten av komplexitet i vårt universum", sade Bianconi.