El universo tiende al caos y a la entropía
Decenas de distinguidos científicos han examinado cuidadosamente las leyes más básicas de la naturaleza para ver si la Evolución es físicamente posible, si se le da suficiente tiempo y oportunidad.
Ley del caos
Utilizar las leyes de Newton para describir el movimiento de las moléculas no te diría cuál fue primero. Para un sistema aislado, la entropía siempre aumenta o permanece igual, por lo que si se comparan estados de diferente entropía, el de mayor entropía será posterior en el tiempo. Advertencias y objeciones sobre la entropía y el desorden
Existen algunas sutilezas en la naturaleza de la entropía y otras magnitudes termodinámicas, sutilezas que intentamos plasmar en imágenes y esquemas de palabras que a veces simplifican demasiado. Al enseñar termodinámica, siempre he intentado tener en cuenta las palabras de uno de los grandes profesores de física de mediados del siglo XX, Mark Zemansky:
“Enseñar física térmica es tan fácil como una canción: crees que lo simplificas cuando lo haces ligeramente mal”. Los diagramas anteriores han generado un animado debate, en parte por el uso del orden frente al desorden en la introducción conceptual de la entropía. Es típico que los físicos utilicen este tipo de introducción porque introduce rápidamente el concepto de multiplicidad de forma visual y física con analogías en nuestra experiencia común. Los químicos, por el contrario, suelen protestar contra este enfoque porque en las aplicaciones químicas el orden frente al desorden no comunica las ideas necesarias a nivel molecular y, de hecho, puede resultar engañoso. El propio hecho de las diferencias de opinión sobre el uso del orden y el desorden puede ser en sí mismo instructivo.
Caos de entropía
TODOS los caballos del Rey y todos los hombres del Rey no pudieron recomponer a Humpty. Todo el mundo conoce la lamentable 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, sobre todo el universo. “Es todo muy confuso”, dice Anthony Aguirre, de la Universidad de California en Santa Cruz.
La entropía explicada
Las tareas primarias de una célula viva, que consisten en obtener, transformar y utilizar la energía para realizar un trabajo, pueden parecer sencillas. Sin embargo, la segunda ley de la termodinámica explica por qué estas tareas son más difíciles de lo que parecen. Ninguna de las transferencias de energía de las que hemos hablado, al igual que todas las transferencias y transformaciones de energía en el universo, es completamente eficiente. En todas las transferencias de energía, se pierde cierta cantidad de energía en una forma que no es utilizable. En la mayoría de los casos, esta forma es la energía térmica. Desde el punto de vista termodinámico, la energía térmica se define como la energía transferida de un sistema a otro que no realiza trabajo. Por ejemplo, cuando un avión vuela por el aire, parte de la energía del avión que vuela se pierde en forma de energía térmica debido a la fricción con el aire circundante. Esta fricción en realidad calienta el aire al aumentar temporalmente la velocidad de las moléculas de aire. Del mismo modo, parte de la energía se pierde en forma de energía térmica durante las reacciones metabólicas celulares. Esto es bueno para las criaturas de sangre caliente como nosotros, porque la energía térmica ayuda a mantener nuestra temperatura corporal. En sentido estricto, ninguna transferencia de energía es completamente eficiente, porque una parte de la energía se pierde en una forma inutilizable.