El universo se ha estado expandiendo durante casi 14 mil millones de años, y con ello aumenta su entropía total, una medida del desorden. Esto parece natural: la segunda ley de la termodinámica establece que la entropía en un sistema aislado no disminuye. Sin embargo, en un nuevo trabajo publicado en Physical Review D, la física y matemática Ginestra Bianconi, de la Queen Mary University of London, ofrece una nueva perspectiva sobre este problema. Según su teoría «Gravity from Entropy» (GfE), la entropía por unidad de volumen puede incluso disminuir, abriendo un camino inesperado para la aparición de estructuras cósmicas.
La idea de Bianconi es derivar la gravedad de la acción entrópica. Ella considera el espacio-tiempo y la materia en igualdad de condiciones, utilizando la entropía relativa cuántica geométrica (Geometric Quantum Relative Entropy, GQRE). Esta es una medida de la diferencia entre la métrica del espacio-tiempo real y la «métrica inducida por la materia». La gravedad aquí emerge no como una fuerza fundamental, sino como una consecuencia de la interacción informativa entre la geometría y la materia. En el límite de bajas energías y pequeñas curvaturas, la teoría transita suavemente a las ecuaciones clásicas de Einstein, pero añade matices importantes.
Recientemente, Bianconi y sus colegas profundizaron en la termodinámica de este modelo. Demostraron que los universos dentro del marco GfE admiten una descripción térmica: surgen localmente temperaturas y presiones que obedecen la primera ley de la termodinámica. La entropía total de tales universos no disminuye con el tiempo, en pleno cumplimiento de la segunda ley. Al mismo tiempo, la entropía relativa GQRE por unidad de volumen no aumenta, lo cual es natural para una cantidad relativa. Pero el volumen total del universo en expansión aumenta, y esto permite reconciliar el crecimiento global de la entropía con la aparición local de orden: galaxias, estrellas, estructuras complejas.
Imagine el universo primitivo: caliente, denso, casi homogéneo. A medida que se expande, el espacio se estira, la temperatura cae. En la imagen clásica, la entropía por volumen comórbido permanece aproximadamente constante (como en la expansión adiabática de un gas), pero la total aumenta debido a procesos irreversibles: formación de estrellas, agujeros negros, disipación. La nueva teoría añade que la interacción gravitacional misma tiene una naturaleza entrópica. Esto proporciona un término efectivo dinámico de energía oscura, que depende de un campo G auxiliar y permanece positivo, ayudando a explicar la expansión acelerada del universo sin ajustar parámetros.
La teoría es aún joven y requiere más pruebas, incluida la cuantización y la comparación con observaciones. Pero ya ofrece un elegante puente entre la termodinámica, la gravedad y la cosmología. En lugar de ver la entropía solo como un camino inevitable hacia la muerte térmica, descubrimos en ella un mecanismo que permite al universo «autoorganizarse» en el contexto de un aumento general del desorden.
El trabajo de Bianconi recuerda cuán profundamente entrelazadas están la información, la geometría y la física. Quizás sea a través de la entropía que algún día comprendamos por qué el espacio-tiempo se comporta de una manera y no de otra, y cómo del caos del Big Bang surge la complejidad que observamos. Esto no es una revolución que refuta a Einstein, sino un desarrollo natural de ideas que invita a mirar viejas preguntas desde un nuevo ángulo. Y mientras los astrónomos estudian galaxias distantes, los teóricos continúan buscando esos «ladrillos» informativos de los que está construida la gravedad.
