Termodinamica

LA TERMODINÁMICA DEL UNIVERSO Y LA VIDA

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Al finalizar el siglo XIX todos creían que muy poco quedaba por hacer en la física. Que con los últimos avances en la teoría electromagnética de Maxwell y, sobre todo en termodinámica, todo fenómeno físico, químico o biológico podía encontrar una explicación científica inteligible en el marco de las teorías conocidas. Vamos, que la aventuracientífica de la física había llegado a su fin. Y claro, no fue así en absoluto. Ahora todos sabemos que, esperando en el almacén del futuro, dispuestas a emerger vivitas y coleando y muy guerreras, había dos nuevas teorías que habrían de cambiar nuestras concepciones de la realidad de forma drástica: la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica. Esta es una historia muchas veces contada y demuchas formas. No viene al caso hacerlo otra vez. Sí podríamos preguntarnos qué fue de la termodinámica, aquella ciencia al parecer acabada y hasta podría decirse que difunta. A ciertos aspectos de la termodinámica dedicaremos este ensayo para demostrar que tampoco estaba todo dicho en esta ciencia, ni mucho menos.

Y donde más claramente se ha visto que el edificio teórico de la termodinámica noestaba en modo alguno acabado ha sido precisamente en la llamada cosmología relativista y en el problema de la vida, dos de los temas en los que estamos más interesados en la Estación.

Veamos. Cuando hace unos veinte años uno de nosotros impartió una charla científica sobre agujeros negros en la sala de conferencias de una institución científica oficial, muy seria y prestigiosa, se encontrócon un verdadero rechazo matizado de chanzas tales como: “¿Es esta tu última poesía?”o con frases lapidarias del tipo: “¡Los agujeros negros no existen. No son más que especulaciones de los teóricos!” Ahora, cuando la evidencia científica posiblemente haya convertido a aquellos bromistas y sesudos guardianes de lo convencional, si aún viven, en los mayores defensores de la existencia de losagujeros negros, estos han hecho que la termodinámica de finales del siglo XIX no sea sino la mitad o menos de la verdadera termodinámica. Me explicaré.

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Ya para cuando se perdió Cuba los grandes de la termodinámica Clausius, von Helmholtz y Boltzmann habían sublimado y refinado uno de los conceptos más elegantes y fructíferos, a la vez que obtruso, de todo elpensamiento humano: la entropía. Aunque puede definirse de distintas formas, con fórmulas o conceptos, incluyendo el ser una medida del desorden de un sistema o de la incapacidad de este de poder mostrarse a un observador externo en todos sus detalles, la entropía constituye en realidad el primer gran límite encontrado por el hombre en su capacidad de conocer.

Luego seguirían otros: la velocidad de laluz, la constante de Planck, etc. La cuestión en definitiva es que cuanto más irreconocible sea la constitución íntima de un sistema, tanto mayor será su entropía. Es aquí donde los agujeros negros entran en escena.

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En efecto, un agujero negro no es más que una región del espacio, delimitada por una superficie más o menos esférica (conocida como ‘horizonte de sucesos’),donde hay tal concentración de materia que su atracción gravitatoria hace que cualquier objeto que polule por los alrededores sea engullido por el agujero, no permitiendo que nada de lo que haya en su interior, ni la luz siquiera, pueda escaparse al exterior. Así pues, un observador externo nada puede saber de lo que se cuece en el interior de un agujero negro ya que este no permite que ningunainformación salga al exterior del mismo. Es fácil darse cuenta entonces de que un agujero negro es en realidad el sistema que posee la máxima entropía, en efecto una entropía infinita, y de que el origen de esta entropía es puramente gravitatorio. No tiene nada que ver ni con el calor ni con la temperatura de los sistemas térmicos constituidos por materia ordinaria que había considerado la...