La pregunta más profunda jamás formulada.

Por Lorenzo Hernández • 30 ago, 2008 • Sección: Hablar de Ciencia, Preguntas con Respuesta

ref4 4076 La pregunta más profunda jamás formulada.¿Por qué las cosas son como son? O dicho de otra manera ¿qué propicia que las cosas ocurran o dejen de ocurrir? “El Pensador de Rodin se ha levantado harto de no hallar respuesta” dice una canción de Lapido. Muchos a lo largo de la historia no pudieron dar respuesta aún cuando son las preguntas que un científico siempre debe tener en la cabeza. Y estas preguntas, más allá de ser estúpidas, son las preguntas más profundas que el ser humano se puede hacer. ¿Por qué el agua fluye cuesta abajo y nunca cuesta arriba? ¿Existe alguna ley que determine el porqué de las cosas? Estas preguntas serán muy familiares para aquellos que sepan algo de física y química. Para los que no os animo a seguir leyendo.

Esta pregunta tiene una respuesta relativamente sencilla, en particular desde que un genio llamado Josiah Willard Gibbs diera con la razón a finales del siglo XIX. La respuesta reside en que todo, absolutamente todo, en la naturaleza depende de un equilibrio establecido entre dos cualidades fundamentales: la energía y la entropía. La naturaleza obedece a una regla fundamental que consiste en que las cosas pasarán siempre y cuando el equilibrio entre la energía y la entropía sea el justo; de no ser así, jamás se llevaría a cabo.

Empecemos por la energía. Por norma general, las cosas intentarán desprenderse de energía. En una cascada, el agua se desprende de su energía gravitacional, permitiendo su caída a un estanque. Una vez que el agua haya legado abajo no poseerá energía gravitacional y no podrá regresar hasta arriba de la cascada. Pero la disminución de la energía es sólo una parte del porqué de las cosas. El resto responde al aumento de entropía.

La entropía es un término sofisticado para nombrar el desorden, la organización caótica e irregular de las cosas. Al principio de un partido de fútbol los jugadores están ordenados (nivel de entropía bajo). Después, lo más normal es que se dispersen del terreno y originen una estructura más desordenada (nivel de entropía más elevado). La tendencia de la naturaleza consiste en procurara asumir niveles de desorden progresivamente mayores, esto es, en aumentar su nivel de entropía siempre que sea posible.

De modo que para conocer si algún fenómeno de los que se dan en la naturaleza acontece o no de manera espontánea (sin injerencias externas) debemos examinar el equilibrio entre las reglas de la energía y la entropía. En cuanto a la cascada, la caída se produce por una disminución importante de energía; no existen diferencias importantes de entropía por lo que se trata un proceso provocado por la energía. ¿Qué ocurriría si tenemos en cuenta un terrón de azúcar disuelto en el café? Su disolución es debido a un incremento considerable de la entropía; las moléculas de azúcar en el café poseen una estructura mucho más desordenada que la que presentaban cuando estaban unidas unas a otras, ordenadamente, en la forma de cristales de azúcar. No existen diferencias apreciables en el nivel de energía del azúcar sólido y del azúcar disuelto (el café no cambia apreciablemente de temperatura cuando disolvemos el azúcar). Se trata de un proceso provocado por la entropía. Al quemar una cerilla tanto la energía como al entropía influyen en que el proceso sea espontáneo.

Pero, ¿qué ocurre si tenemos un proceso en el que uno de los dos niveles sufre una variación “en sentido contrario”? En este contexto el proceso se llevará a cabo siempre y cuando el otro nivel varía en la “dirección correcta” y en la cantidad suficiente para compensar la variación inicial “contraria”. Lo que el Sr. J. Willard Gibbs inventó fue una ecuación que representa el equilibrio entre la entropía y la energía. Si el resultado de esta ecuación es de signo negativo el proceso ocurrirá de manera espontánea. Si el resultado es positivo, el proceso será imposible. Totalmente imposible, a no ser que los seres humanos rompan las reglas por medio de influjos energéticos exteriores.

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