El Universo

No existen sistemas aislados en el universo, excepto quizás el universo en sí. Un sistema aisladoes un sistema que no mantiene una relación con el ambiente ni con el resto de los sistemas que le rodean, por lo tanto no intercambia energía y materia con el ambiente. Los sistemas aislados son idealizados en modelos matemáticos, pero no han sido observados en la naturaleza.

Los seres vivientes noson sistemas aislados ni cerrados, pues realizan intercambios de energía con el ambiente. Sin embargo, muchas veces tenemos que aislar imaginariamente a un sistema viviente para comprender algunos procesos bióticos, aunque estamos concientes de que solo lo estamos imaginando.

De igual manera, en la naturaleza viviente no existen procesos adiabáticos, esto es, procesos térmicos en los que noexista una transferencia de calor; sin embargo, para poder comprender algunos procesos biológicos -como la Fuerza Motriz Protónica realizada por una molécula de ATP Sintetasa- tenemos que considerar al proceso estudiado como un proceso adiabático, y al sistema en sí como un sistema aislado y cerrado, esto es, que no intercambia energía y materia con los demás sistemas que lo rodean.

Losorganismos vivientes no violan la segunda ley de la termodinámica, pues es evidente que su estado de no-equilibrio térmico es menor que el no-equilibrio térmico del ambiente que les rodea. Si no fuese así, los seres vivientes simplemente no podrían obtener energía desde el ambiente circundante. Para que un organismo se mantenga en un estado de no-equilibrio, ese organismo debe aumentar el estado deequilibrio en el universo. Ésto quiere decir que si los organismos se mantienen en un estado de no-equilibrio o entropía estable, deben adquirir no-equilibrio térmico desde un sistema que se encuentre en un estado de mayor no-equilibrio que ellos; en este caso, este sistema en un estado de no-equilibrio térmico mayor que el de los seres vivientes es el universo. Actualmente, el universo presenta un estado de no-equilibrio térmico mayor que el de todos los sistemas y procesos -considerados individualmente- incluidos en él.

Recuerde que la segunda ley de la termodinámica dice que la energía siempre fluye de un estado de mayor densidad a otro estado de menor densidad , o mayor dispersión o difusión. Por ejemplo, el calor se transfiere de un cuerpo caliente a otro menos caliente. Esto esdiferente a considerar que en los sistemas vivientes la difusión de la energía podría ser negativa, cosa que no ocurre con los sistemas químicos o físicos inorgánicos.

A medida que un ser vivo pierde su capacidad para adquirir no-equilibrio desde el universo, ese organismo tiende a aumentar su equilibrio térmico. Si el estado de máximo equilibrio se combina con un estado de máxima estabilidad, ellosignifica la muerte del biosistema. La muerte del biosistema obedece a la ley termodinámica que dice que en todos los sistemas termodinámicos la energía tiende a difundirse o dispersarse espontáneamente hacia un número mayor de microestados disponibles (entropía).

Decimos que la vida es un proceso irreversible. Si los organismos vivientes fuesen sistemas cerrados, capaces de violar la segunda leyde la termodinámica, entonces no morirían, pero ésto no ocurre en el mundo real. Por ejemplo, si encerramos a un ratón en una caja, completamente aislada de cualquier influencia externa, ese ratón moriría, o sea que terminaría en un estado de máximo equilibrio.

Ahora, toda la explicación anterior nos servirá para comprender la irreversibilidad de los procesos que ocurren espontánea o noespontáneamente en el Universo conocido.

En biología, irreversibilidad se refiere a la imposibilidad de invertir una inhibición provisional de un proceso metabólico, porque no podemos reconstruir todos los intervalos o trayectorias del proceso. Inversamente entonces, reversibilidad es la capacidad de un biosistema para invertir una inhibición y o la obstrucción de cualquier trayectoria metabólica....