O Universo está em expansão há quase 14 bilhões de anos, e com ele cresce sua entropia total — uma medida de desordem. Isso parece natural: a segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia em um sistema isolado não diminui. No entanto, em um novo trabalho publicado na Physical Review D, a física e matemática Ginetra Bianconi, da Queen Mary University of London, oferece uma nova perspectiva sobre esse problema. De acordo com sua teoria "Gravity from Entropy" (GfE), a entropia por unidade de volume pode até diminuir, abrindo um caminho inesperado para o surgimento de estruturas cósmicas.
A ideia de Bianconi é derivar a gravidade da ação entrópica. Ela considera o espaço-tempo e a matéria em igualdade de condições, usando a Entropia Relativa Quântica Geométrica (Geometric Quantum Relative Entropy, GQRE). Esta é uma medida da diferença entre a métrica do espaço-tempo real e a "métrica induzida pela matéria". A gravidade aqui emerge não como uma força fundamental, mas como uma consequência da interação informacional entre a geometria e a matéria. No limite de baixas energias e pequenas curvaturas, a teoria transita suavemente para as equações clássicas de Einstein, mas adiciona nuances importantes.
Recentemente, Bianconi e colegas aprofundaram a termodinâmica deste modelo. Eles demonstraram que universos dentro do quadro GfE admitem uma descrição térmica: temperaturas e pressões surgem localmente, obedecendo à primeira lei da termodinâmica. A entropia total desses universos não diminui com o tempo — em total acordo com a segunda lei. Ao mesmo tempo, a entropia relativa GQRE por unidade de volume não aumenta, o que é natural para uma grandeza relativa. No entanto, o volume total do Universo em expansão aumenta, e isso permite reconciliar o crescimento global da entropia com o surgimento local de ordem: galáxias, estrelas, estruturas complexas.
Imagine o Universo primordial — quente, denso, quase homogêneo. À medida que se expande, o espaço se estica, a temperatura cai. Na visão clássica, a entropia por volume comovente permanece aproximadamente constante (como na expansão adiabática de um gás), mas a entropia total aumenta devido a processos irreversíveis: formação de estrelas, buracos negros, dissipação. A nova teoria adiciona que a própria interação gravitacional tem uma natureza entrópica. Isso fornece um termo de energia escura efetiva e dinâmico que depende de um campo G auxiliar e permanece positivo, ajudando a explicar a expansão acelerada do Universo sem ajuste de parâmetros.
A teoria ainda é jovem e requer verificações adicionais, incluindo quantização e comparação com observações. Mas ela já oferece uma ponte elegante entre termodinâmica, gravidade e cosmologia. Em vez de ver a entropia apenas como um caminho inevitável para a morte térmica, descobrimos nela um mecanismo que permite ao Universo "auto-organizar-se" em meio ao crescimento geral da desordem.
O trabalho de Bianconi nos lembra o quão profundamente interligadas estão a informação, a geometria e a física. Talvez seja através da entropia que um dia entenderemos por que o espaço-tempo se comporta de uma maneira e não de outra, e como, a partir do caos do Big Bang, surge a complexidade que observamos. Esta não é uma revolução que refuta Einstein, mas um desenvolvimento natural de ideias que nos convida a olhar para velhas questões sob um novo ângulo. E enquanto os astrônomos estudam galáxias distantes, os teóricos continuam a buscar os "tijolos" informacionais exatos dos quais a gravidade é construída.
