1. 大爆炸后“正物质”出来，熵是多少？

• 今天宇宙里的熵主要集中在 CMB 光子（~1.5×10⁹⁰ k_B）和暗物质/重子随动熵可忽略。
• 这些光子几乎就是 2.725 K 的黑体谱，熵密度 s = (4/3) a T³ ≈ 1.5×10⁹ k_B cm⁻³。
• 从 10³² K、10⁻³⁶ s 的暴胀结束到今天，整个共动体积里熵增加了约 10²⁵ 倍——这是“宇宙学熵增”的主渠道，靠暴胀再加热和随后各种不可逆过程（湮灭、复合、结构塌缩等）完成。
  → 结论：把可观测宇宙当开放系统，熵一直是暴涨式地往上走，没有“整体熵减”这一说。

2. 星系、恒星、行星形成——是“局部熵减”吗？

• 引力是长程吸引，对自引力流体，最大熵状态不是均匀分布，而是把自己团成黑洞。
• 因此“从均匀→结团”并不是“违反第二定律”，而是在引力主导下走向更高熵。
• 定量估算：
  – 原初气体块在哈勃流里，熵 S_gas ≃ N k_B ln(V/nλ³) ≈ 10⁷⁵ k_B（典型 10¹² M⊙、T≈10³ K）。
  – 同一质量若形成 10⁸ M⊙ 的星系中心黑洞，其 Bekenstein-Hawking 熵
  S_BH = A/4l_P² ≈ 10⁹⁸ k_B，
  比原来气体大 20 个数量级以上。
• 中间步骤（气体被激波加热、辐射光子、恒星核燃烧把 0.007 m c² 转成光子和中微子逃逸）都在把有用能转成熵更高的辐射背景。
  → 结论：星系凝聚不是熵减，而是熵暴增的前奏；只是“结构肉眼可见”让你误以为有序度增加。

3. 宇宙膨胀本身对熵的影响

• 对共动体积，光子数守恒、T∝1/a，熵密度 s∝T³∝1/a³，因此总熵 S = s a³ = const.
• 但物理体积 ∝ a³ 在变大，所以“今天可观测宇宙”比早期包含了更多共动格子，总熵随 a³ 线性上涨——这是膨胀带来的“表观熵增”。
• 如果以后宇宙学常数继续主导，进入指数膨胀，则事件视界面积 A∝1/H² 固定，对应的熵 S_de Sitter = A/4G 也是常数，熵会趋于上限。
  → 结论：膨胀本身不“生成”熵，只是让你能访问的体积变大，于是把以前各小块的熵加进来，看起来一直在增。

4. 大原子（重元素）合成——局部熵减了吗？

• 恒星内部：
  – 4¹H → ⁴He + 26.7 MeV，ΔS ≈ +10 k_B 每反应（放热→光子+中微子逃逸，相空间增大）。
  – 氦再烧到 C, O, Si…直到铁峰，每步都放热并向外辐射，熵继续增加。
  – 只有你盯着“核子被绑进更有序的原子核”时，才觉得“有序度”升高；但核子结合能释放出的 0.7–1% 质量能量全部转成高熵光子/中微子，总熵是明显上升。
• 超新星、中子星并合：
  – 产生 r-过程重核（金、铀等），这些核的核子排列确实“比自由核子更有序”，但爆发释放 10⁵³ erg 的中微子+电磁能，熵预算又是净增 10⁷⁵ k_B 量级。
  → 结论：形成“大原子”只是核子自由度减少，但能量释放把相空间体积撑得更大，总熵依然增加；不存在“局部熵减而宇宙其余部分必须代偿”的情况。

5. 什么时候会出现“看起来熵减”？

• 实验室里你可以用麦克斯韦妖、自组装、晶体生长等手段，让子系统熵下降，但代价是仪器+环境熵增加得更多。
• 宇宙学里唯一的“整体熵减”设想是上世纪 60 年代 Gold-Hoyle 的“稳恒态再膨胀”模型，它要求宇宙在超大尺度上做庞加莱回归——已被观测否决。
• 量子引力里有人讨论“宇宙波函数分支”能否在某个分支上出现熵减，但这属于无观测证据的猜测。

一句话总结