回顧過去，我們可以說自大爆炸以來不同的距離對應不同的時間。熵總是隨時增加，但這並不意味著“大爆炸”始於零熵。實際上，熵是有限的並且相當大，並且熵密度甚至比今天更高。

宇宙最不可動搖的定律之一是熱力學第二定律：在任何不與外部環境交換任何物理系統的物理系統中，熵總是會增加。這不僅對於我們宇宙內部的封閉系統，而且對於宇宙本身都是如此。如果您今天觀察宇宙並將其與任何較早的時間點與宇宙進行比較，您會發現在我們整個宇宙歷史中，熵一直在增加，並且還在繼續增加。但是，如果我們回到最早的時代：大爆炸的最初時刻，該怎麼辦？如果熵一直在增加，這是否意味著大爆炸的熵為零？確實，此時此刻，宇宙已經儘可能地組織了。

答案也許是矛盾的，不是。宇宙不僅被最大程度地組織起來，而且即使在炎熱的大爆炸的最早階段，也具有相當大的熵。而且，即使我們使用術語“無序”作為描述熵的粗略方法，術語“有組織的”也不是正確地思考它的正確方法。讓我們看看這意味著什麼。

從炎熱的大爆炸到今天，我們的宇宙經歷了巨大的發展和演變，並將繼續如此。我們整個可觀測的宇宙大約是138億年前的足球大小，但是今天，它的半徑已擴充套件到460億光年。（插圖：NASA / CXC / M.WEISS）

當我們想到火熱大爆炸最早階段的宇宙時，我們會想象今天存在的所有物質和所有輻射，分佈在一個約920億光年的球體上，堆積成一個足球大小的體積。這個“球”非常熱且緻密，具有10 9個粒子，反粒子和輻射量子，其巨大能量比歐洲核子研究組織的大型強子對撞機所能達到的能量還要數十億倍。它包含：

標準模型中的所有物質粒子；他們所有的反物質類似物；膠子;中微子光子一切與暗物質有關的事物；加上可能存在的任何奇特顆粒，

一切都被包裝成具有巨大動能的微小體積。在約30,000個州中，這種熾熱，緻密，膨脹和均勻的部分（約1個部分）將成長為可觀測的宇宙，在接下來的138億年中，我們今天將生活在這個宇宙中。但是，當您考慮我們從哪裡開始時，它實際上看起來像是具有很高熵的無序狀態。

早期的宇宙充滿了物質和輻射，它是如此的熱和緻密，以至於存在的夸克和膠子並沒有形成單獨的質子和中子，而是保留在夸克-膠子的等離子體中。這種原始湯由粒子，反粒子和輻射組成，儘管它的熵狀態低於現代宇宙，但仍然有足夠的熵。圖片：RHIC合作，布魯克哈芬）

但是熵實際上是什麼意思？我們通常將其稱為亂序的衡量標準：地板上破損的雞蛋比檯面未破損的雞蛋具有更大的熵；一勺冷奶油和一杯熱咖啡的熵要小於它們的充分混合的熵。堆放的衣服比放在抽屜裡的堆放的衣服具有更高的熵。儘管所有這些示例正確地定義了較高的熵相對較低的熵，但並不是真正使我們能夠量化熵的“有序”或“無序”。

相反，應該思考-對於系統中存在的所有粒子，反粒子等，每個粒子的量子態是什麼，或者在涉及到能量和能量分佈的情況下允許什麼量子態。熵實際測量的是，而不是像模糊的某些混亂特徵那樣，是：

整個系統的量子狀態的可能選項數。

如果擋板保持關閉狀態，那麼配置有左側初始條件的系統的熵將小於擋板開啟的情況。如果允許顆粒混合，那麼有比在一半相同的溫度下佈置一半以上的顆粒的方法更多的方式來佈置相同的平衡溫度，而在每種不同的溫度下，它們的一半。（插圖：WIKIMEDIA鼓勵使用者使用HTKYM和DHOLLM）

例如，考慮上面提到的兩個系統。左：中間有擋板的盒子，一個絕緣的一半是冷氣，另一半是熱氣。右：隔板開啟，整個抽屜中的氣體溫度相同。哪個系統的熵更大？完全混合在右側，因為與一半具有一組特性而另一半具有不同特性時相比，有更多的方法來排序（或交換）量子狀態，其中所有粒子都具有相同的特性。

當宇宙很小的時候，它就具有一定數量的粒子，並且粒子具有一定的能量分佈。在這些早期階段，幾乎所有的熵都是由於輻射引起的。如果我們計算它，我們發現總熵約為S =10⁸⁸k_B，其中k_B是玻爾茲曼常數。但是每次都會有能量釋放的反應，例如：

形成一箇中性原子將輕原子核融合成較重的原子核，氣體雲在行星或恆星上的引力坍塌，或製造黑洞，