Ley de la entropía
Las hipótesis populares atribuyen el origen a una sopa primordial, un rayo y un colosal golpe de suerte. Pero si una nueva y provocadora teoría es correcta, la suerte puede tener poco que ver. En cambio, según el físico que propone la idea, el origen y la posterior evolución de la vida se derivan de las leyes fundamentales de la naturaleza y «deberían ser tan poco sorprendentes como las piedras que ruedan cuesta abajo».
Desde el punto de vista de la física, hay una diferencia esencial entre los seres vivos y los grupos inanimados de átomos de carbono: Los primeros tienden a ser mucho mejores a la hora de captar la energía de su entorno y disiparla en forma de calor. Jeremy England, un profesor asistente de 31 años del Instituto Tecnológico de Massachusetts, ha obtenido una fórmula matemática que cree que explica esta capacidad. La fórmula, basada en la física establecida, indica que cuando un grupo de átomos es impulsado por una fuente de energía externa (como el sol o un combustible químico) y rodeado por un baño de calor (como el océano o la atmósfera), suele reestructurarse gradualmente para disipar cada vez más energía. Esto podría significar que, en determinadas condiciones, la materia adquiere inexorablemente el atributo físico clave asociado a la vida.
Definición de la ley del desorden
En termodinámica, la entropía se asocia a menudo con la cantidad de orden o desorden en un sistema termodinámico. Esto tiene su origen en la afirmación de Rudolf Clausius de 1862 de que todo proceso termodinámico siempre «admite ser reducido [reducción] a la alteración de una u otra manera de la disposición de los elementos constitutivos del cuerpo en funcionamiento» y que el trabajo interno asociado a estas alteraciones se cuantifica energéticamente mediante una medida de cambio de «entropía», según la siguiente expresión diferencial:[1].
En los años siguientes, Ludwig Boltzmann tradujo estas «alteraciones de la disposición» en una visión probabilística del orden y el desorden en los sistemas moleculares en fase gaseosa. En el contexto de la entropía, a menudo se ha considerado que el «desorden interno perfecto» describe el equilibrio termodinámico, pero como el concepto termodinámico está tan alejado del pensamiento cotidiano, el uso del término en física y química ha causado mucha confusión y malentendidos.
En los últimos años, para interpretar el concepto de entropía, describiendo además las «alteraciones de la disposición», se ha pasado de las palabras «orden» y «desorden», a palabras como «dispersión» y «propagación».
Lucha contra la entropía
Hace poco, cuando hablábamos de por qué el tiempo sólo avanza, nos pusimos a hablar de la Segunda Ley de la Termodinámica. Dice que el desorden, también conocido como entropía, siempre debe aumentar. Por ejemplo, si añades nata a tu café, siempre obtendrás una mezcla homogénea de los dos. Este es el estado más desordenado. Y como la entropía nunca puede disminuir, tu café nunca podrá desmezclarse espontáneamente.
Si eso es cierto, y el universo se desordena constantemente, ¿por qué vemos cosas ordenadas como galaxias, planetas y personas? Seguramente, si el universo siempre se desordena más, no deberíamos esperar que se formen cosas complejas como nosotros. Pues bien, en MinutePhysics, el físico Sean Carroll explica cómo es posible esta aparente contradicción:
Por un lado, la Segunda Ley de la Termodinámica dice que la entropía total en el universo tiene que aumentar. Sin embargo, permite disminuciones locales de la entropía, siempre que esas disminuciones se compensen con un aumento de la entropía en otro lugar. Así, tu congelador puede disminuir la entropía del agua convirtiéndola en hielo, siempre y cuando aumente la entropía total al emitir calor.
La naturaleza tiende a una mayor o menor energía
TODOS los caballos del Rey y todos los hombres del Rey no pudieron recomponer a Humpty. Todo el mundo conoce la triste historia de Humpty Dumpty, pero ¿te has dado cuenta de que la rima no menciona ningún huevo? De hecho, el malogrado protagonista sólo adoptó la forma de hombre huevo cuando conoció a Alicia en A través del espejo, de Lewis Carroll, tras lo cual los huevos rotos se asociaron indeleblemente con daños irreversibles. Así que tal vez Carroll merezca una parte de la culpa por haber revuelto nuestras ideas sobre la entropía.
La entropía suele considerarse una medida del desorden o la aleatoriedad, y está ligada a la termodinámica, la rama de la física que se ocupa del calor y el trabajo mecánico. Su propensión a aumentar eternamente le ha otorgado un estatus exaltado como la respuesta más contundente a algunas preguntas profundas, desde qué es la vida hasta cómo evolucionó el universo y por qué el tiempo avanza siempre como una flecha. Sin embargo, al igual que Humpty, la entropía se complica en cuanto se rompe su superficie.
Para empezar, no existe una definición única. Pero incluso si la entendemos en sentido amplio como una medida o cantidad, nuestra concepción actual de la entropía no sirve para describir las cosas que pretende, entre ellas el universo. «Es todo muy confuso», dice Anthony Aguirre, de la Universidad de California en Santa Cruz.