Zgodnie z tym co stwierdził Ludwig Boltzmann druga zasada termodynamiki opiera się na wielkościach statystycznych i dlatego jej zastosowanie jest ograniczone do układów statystycznych, tzn. nie odnosi się do systemów składających się z niewielkiej liczby cząstek (mikrosystemy). A w układach złożonych z wielu cząsteczek mogą występować fluktuacje, które na bardzo krótki czas lub w ograniczonej przestrzeni mogą przebiegać w kierunku wzrostu porządku. Nie ma też zastosowania do systemów otwartych i nieskończonych takich, jakim jest Wszechświat. Koncepcja Wszechświata jako układu zamkniętego prowadzi razem z II zasadą termodynamiki do konkluzji tzw. śmierci cieplnej – to znaczy stanu, w którym cała energia i materia ulegnie równomiernemu rozproszeniu, na skutek czego ustanie możliwość wystąpienia jakichkolwiek nieodwracalnych przemian termodynamicznych. Entropia takiego Wszechświata byłaby zatem największa ze wszystkich możliwych a czas stanąłby w miejscu[M. Klein, The Development of Boltzmann’s Statistical Ideas w: E. Cohen i W. Thirring (eds.), The Boltzmann Equation: Theory and Applications, Springer, 1973, s.