Los físicos han
observado que, espontáneamente, el calor fluye siempre del cuerpo caliente al
frío, que un gas introducido en un rincón de un recipiente se expande hasta
ocuparlo todo: en resumen, que en cualquier cambio espontáneo del universo
siempre sucede que el desorden sigue al orden; nunca sucede el fenómeno
inverso. Los científicos lo han comprobado tantas veces que lo han convertido
en ley. Resulta lógico; al lanzar un trillón de monedas al aire es prácticamente
imposible que todas caigan de cara, el resultado -arguyen los físicos- será
desordenado. Aunque adivinamos la dificultad de algún adolescente que, ante su
caótica habitación, quiera explicar esta ley a sus padres, su enunciado no deja
la menor duda: las leyes de la probabilidad –técnicamente diríamos de la
entropía- exigen que el universo evolucione siempre hacia el desorden.
Pero si la ley es
cierta, y nada nos permite dudarlo, aparece una contradicción en la física:
según la teoría del Big-Bang el universo primitivo comenzó en el estado más
simple –y desordenado- posible, ¿cómo pudo, entonces, evolucionar a un estado
más complejo -y ordenado- donde existan las estrellas y planetas? El conflicto
se resolvió hace poco; la dificultad consiste en darse cuenta que las leyes de
probabilidad sólo son válidas si no existen perturbaciones, pero es imposible
aislar algo de la gravedad.
Aunque los físicos
todavía son incapaces de medir el desorden cuando interviene la gravedad,
podemos hacer algunos experimentos mentales. Las moléculas de un gas,
agrupadas, espontáneamente se desperdigarán; por contraste, si interviene la
gravedad, las nubes de gas evolucionarán a estrellas y éstas a agujeros negros.
Si la gravedad no influye, un gas comprimido, colocado en un extremo de un
recipiente, acabará ocupando todo el volumen a causa del movimiento caótico de
sus moléculas: su ordenada disposición inicial se transformará en desorden
amorfo; pero si incluimos la gravedad, una simple nube de gas se transformará
en complejas estrellas y posteriormente en agujeros negros, aparecerá el
desorden complejo. La gravedad logra que un universo primitivo simple y
homogéneo posea capacidad para generar complejidad.
Pronostiquemos el
futuro, suponiendo cierto que el universo se desordena desde el Big-Bang: si el
cosmos se expande para siempre, unas galaxias colapsarán en agujeros negros y
otras desaparecerán de la vista; quedará un universo prácticamente vacío,
totalmente desordenado, nada ocurrirá en él. ¿No le parece raro al perplejo
lector que el espacio vacío tenga tan enorme desorden? ¿Un escritorio vacío
puede ser el escritorio más desorganizado?
3 comentarios:
Estimado amigo:
Soy consciente de la sencillez con que he tratado el tema. Según Popper construimos la ciencia con modelos que cada vez describen mejor la naturaleza. Con mis inevitables limitaciones, en las explicaciones que doy pretendo hacer lo mismo. La contestación que voy a darte ahora ya no es simple, tiene que ser necesariamente técnica y por ello un poco más compleja.
1º En presencia de agujeros negros la segunda ley de la termodinámica (la entropía no decrece nunca) aparentemente no se cumple: parece que, cuando un objeto desaparece en la singularidad del agujero negro, la entropía disminuye. Para evitar esa anomalía Jacob Bekenstein propuso que el aumento de la entropía del agujero negro compensa la entropía perdida por la materia, siendo la entropía de un agujero negro k (constante de Boltzmann) veces la cuarta parte del área de su horizonte de sucesos expresada en unidades de Planck. Por lo tanto, la segunda ley debe generalizarse así: la suma de la entropía del agujero negro y de la entropía ordinaria fuera de él no puede decrecer. En el colapso de una estrella se cumple entonces la segunda ley: la entropía del agujero negro supera la entropía de la estrella.
2º Como puedes deducir al incorporar la gravedad debe modificarse la definición de entropía para que se cumpla la segunda ley; la entropía generalizada se define como la suma de la entropía convencional más la entropía de los agujeros negros.
Saludos cordiales, de Epi
Estimado amigo
Hay más dificultades de las que imaginas. Una de ellas aparece cuando aplicamos la entropía al universo en conjunto. La entropía debe aumentar si el volumen permanece constante; pero el volumen, si tiene cabida al concepto de volumen aplicado a todo el universo, no es constante porque el universo se está expandiendo.
Saludos
Estimado amigo
La entropía que se estudia y define en termodinámica se aplica a un sistema físico en el que no existe gravedad; en presencia de gravedad, como argumenté en otro momento, el asunto se complica.
Saludos
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