24/11/07

La Flecha del Tiempo


Usted se quedaría perplejo si viera que los trozos de un vaso que se ha hecho pedazos al caer de una mesa, se juntan espontáneamente y rehacen el vaso, que luego salta a la mesa a su posición inicial, como en una película proyectada al revés. ¿Qué impide que estos y otros hechos similares se produzcan en la naturaleza?
La mano invisible que gobierna este esencial comportamiento de la naturaleza es la segunda ley de la termodinámica, una de las leyes fundamentales de la física.
Según esta ley, en la naturaleza la energía tiende a fluir espontáneamente (si no hay impedimentos), desde el sitio en que se halla concentrada, para dispersarse irreversiblemente en el medio que la rodea.
La segunda ley prohíbe los procesos en los que la energía se concentra en vez de dispersarse: como el de los trozos de vidrio ya mencionados, que concentran energía del medio para desplazarse armoniosamente, reconstruir el vaso, y elevarlo a la mesa, donde la energía se concentra en forma de energía potencial.
La tendencia natural de los sistemas ordenados y complejos es la de hacerse más simples y desordenados con el tiempo
La segunda ley fue establecida a mediados del siglo diecinueve por Rudolf Clausius y William Thompson, a partir de los trabajos de Sadi Carnot de 1822 sobre la eficiencia de las máquinas de vapor.

Rudolf Clausius introdujo en 1865 el concepto de entropía, magnitud definida de tal manera que ella siempre crece en todo proceso espontáneo que realice un sistema cerrado. De modo que decir que la energía tiende espontáneamente a esparcirse, es lo mismo que decir que la entropía tiende siempre a crecer.
La segunda ley proporciona una “flecha del tiempo”, dado que la tendencia de los procesos naturales que ella indica, impone una dirección al flujo del tiempo. La dirección positiva del tiempo está relacionada con el crecimiento de la entropía, es decir, con el flujo espontáneo de la energía de concentrada, a difundida y esparcida.
Pero ¿qué explica entonces la aparición espontánea en la naturaleza de sistemas altamente complejos y ordenados como los seres vivos? ¿No contradice esto la segunda ley de la termodinámica? Las investigaciones de las últimas décadas muestran que la naturaleza, en su afán de hacer crecer la entropía, se inclina a veces por la producción de orden, debido a que el flujo ordenado de energía produce entropía más rápidamente que el flujo desordenado.

No hay comentarios: