היקום מתפשט מזה כמעט 14 מיליארדי שנים, ויחד עם זאת גדלה האנטרופיה הכוללת שלו — מדד לאי-סדר. הדבר נראה טבעי: החוק השני של התרמודינמיקה קובע כי האנטרופיה במערכת מבודדת אינה פוחתת. עם זאת, בעבודה חדשה שפורסמה ב- Physical Review D, הפיזיקאית והמתמטיקאית ג'ינסטרה ביאנקוני (Ginestra Bianconi) מ-Queen Mary University of London מציעה מבט רענן על בעיה זו. על פי התיאוריה שלה, "Gravity from Entropy" (GfE), האנטרופיה ליחידת נפח עשויה אפילו לרדת, מה שפותח נתיב בלתי צפוי להיווצרות מבנים קוסמיים.
הרעיון של ביאנקוני טמון בגזירת הכבידה מתוך פעולה אנטרופית. היא בוחנת את המרחב-זמן ואת החומר על בסיס שווה, תוך שימוש באנטרופיה יחסית קוונטית גיאומטרית (Geometric Quantum Relative Entropy, GQRE). זהו מדד להבדל בין המטריקה של המרחב-זמן האמיתי לבין ה"מטריקה המושרה על ידי החומר". הכבידה כאן אינה מופיעה ככוח יסודי, אלא כתוצאה של אינטראקציה מידעית בין הגיאומטריה לבין החומר. בגבול של אנרגיות נמוכות ועקמומיות קטנה, התיאוריה עוברת בצורה חלקה למשוואות איינשטיין הקלאסיות, אך מוסיפה ניואנסים חשובים.
לאחרונה, ביאנקוני ועמיתיה העמיקו בתרמודינמיקה של מודל זה. הם הראו כי יקומים במסגרת GfE מאפשרים תיאור תרמי: מקומית נוצרים טמפרטורות ולחצים, המצייתים לחוק הראשון של התרמודינמיקה. האנטרופיה הכוללת של יקומים כאלה אינה פוחתת עם הזמן — בהתאמה מלאה לחוק השני. יחד עם זאת, האנטרופיה היחסית GQRE ליחידת נפח אינה גדלה, דבר טבעי עבור גודל יחסי. אך הנפח הכולל של היקום המתפשט גדל, וזה מאפשר ליישב בין הגידול הגלובלי באנטרופיה לבין הופעה מקומית של סדר: גלקסיות, כוכבים ומבנים מורכבים.
דמיינו את היקום המוקדם — חם, צפוף וכמעט הומוגני. ככל שהוא מתפשט, המרחב נמתח והטמפרטורה יורדת. בתמונה הקלאסית, האנטרופיה לנפח קו-תנועתי נשארת קבועה בערך (כמו בהתפשטות אדיאבטית של גז), אך הכוללת גדלה בשל תהליכים בלתי הפיכים: היווצרות כוכבים, חורים שחורים ודיסיפציה. התיאוריה החדשה מוסיפה כי לאינטראקציה הכבידתית עצמה יש אופי אנטרופי. זה מספק איבר אפקטיבי דינמי של אנרגיה אפלה, התלוי בשדה G עזר ונשאר חיובי, מה שעוזר להסביר את ההתפשטות המואצת של היקום ללא התאמת פרמטרים.
התיאוריה עדיין צעירה ודורשת בדיקות נוספות, כולל קוונטיזציה והשוואה עם תצפיות. אך היא כבר מציעה גשר אלגנטי בין תרמודינמיקה, כבידה וקוסמולוגיה. במקום לראות באנטרופיה רק נתיב בלתי נמנע למוות תרמי, אנו מגלים בה מנגנון המאפשר ליקום "לארגן את עצמו" על רקע הגידול הכללי באי-סדר.
עבודתה של ביאנקוני מזכירה עד כמה שלובים זה בזה מידע, גיאומטריה ופיזיקה. ייתכן שדווקא דרך האנטרופיה נבין יום אחד מדוע המרחב-זמן מתנהג בדיוק כך ולא אחרת, וכיצד מתוך הכאוס של המפץ הגדול נולדת המורכבות שאנו צופים בה. זו אינה מהפכה המפריכה את איינשטיין, אלא התפתחות טבעית של רעיונות, המזמינה להסתכל על שאלות ישנות מזווית חדשה. ובעוד אסטרונומים חוקרים גלקסיות רחוקות, תיאורטיקנים ממשיכים לחפש את אותן "לבני" מידע שמהן בנויה הכבידה.
