ENTROPIA

La energía está distribuida por todo el universo y como todo en la

naturaleza busca la estabilidad. La naturaleza tiende a redistribuir la

energía y el camino del caos, es decir la casi nada, entropía. Entonces

podemos decir que la entropía es la medida del grado del caos de un

sistema. Es el segundo principio de la termodinámica que establece un

proceso para la destrucción, existiendo continuamente en el universo

una tendencia hacia el caos o desorden, la segunda ley, es una

desigualdad, nos dice que una magnitud diferente, conocida como la

entropía, tiene un valor mayor (o al menos no menor) después de que

haya acontecido un proceso una vez ocurrido el suceso. Puede decirse

que la entropía es una medida del grado de desorden de un sistema

físico. Si se considera que el universo es un sistema cerrado, y, en

consecuencia, su entropía, aumenta con el tiempo de acuerdo con la

segunda ley de la termodinámica. Se forman galaxias y arden estrellas,

vertiendo así al espacio fotones que se suman al gas de fotones previo.

Esos procesos aumentan la entropía total del universo. Pero lo notable

es que el aumento de la entropía total del universo, debido a todos esos

procesos que se han producido a lo largo de la vida de todas las

galaxias y estrellas, es sólo una diezmilésima de la entropía que existe

ya en los fotones de fondo, una fracción mínima. La entropía total del

universo se halla hoy, a todos los efectos y propósitos, en el gas de

fotones y se ha mantenido constante desde la gran explosión. La

entropía es básicamente una cantidad conservada en nuestro universo.

Los sistemas muy desordenados poseen una entropía alta; los sistemas

sumamente ordenados tienen una entropía baja. Además, esta ley en su

enunciado nos formula que la entropía de cualquier sistema físico

aislado sólo puede aumentar con el tiempo. Lo último, constituye una

de las piedras angulares de la mecánica estadística.

Hablando en términos muy sintetizados y sencillos, podemos decir que

la entropía es una medida de la «aleatoriedad» para un sistema dado.

Por ejemplo, nuestro propio cuerpo en movimiento a través del aire

empieza con su energía con una conformación organizada (su energía

cinética de movimiento), pero cuando se enfrenta con la resistencia del

aire se frena lo que ocasiona que esa energía se reparta entre los

movimientos aleatorios de las partículas del aire y aquellas individuales

del propio cuerpo. Lo último, tiene como consecuencia un «incremento»

muy específico de la aleatoriedad; más específicamente, la entropía ha

aumentado.

Definiendo caos en la termodinámica es la nada y significa la máxima

indiferenciación de un sistema. Entendiéndose que el universo en un

sistema cerrado de termodinámica la entropía es una magnitud física

que mide la parte de la energía que no se puede utilizar para realizar

un trabajo. Como los procesos reales son siempre irreversibles, siempre

aumentará la entropía. La entropía puede crearse pero no destruirse.

Podemos decir entonces que el Universo es un sistema aislado y su

entropía crece constantemente con el tiempo. Esto marca un sentido a

la evolución del mundo físico, que llamamos "Principio de evolución".

Cuando la entropía sea máxima en el universo, exista un equilibrio

entre todas las temperaturas y presiones, llegará la muerte térmica del

Universo, enunciado por Clausius. Toda la energía se encontrará en

forma de calor y no podrán darse transformaciones energéticas la

temperatura es tan baja que hace la vida imposible. Toda la energía

tenderá a acabar en la forma más degradada, la energía térmica; en un

estado de total equilibrio termodinámico y a una temperatura cercana

al cero absoluto, que impedirán cualquier posibilidad de extracción de

energía útil. Será el desorden más absoluto (la máxima entropía) del

que ya no se podrá extraer orden (baja entropía). En esta "muerte

térmica" del universo, el factor más importante lo marcará la segunda

ley de la termodinámica, que afirma que cualquier proceso crea un

incremento neto en la cantidad de desorden o entropía del universo.

Esta ley que rige para el universo entero es una parte cotidiana de

nuestras vidas.

La noción de entropía fue introducida por primera vez por Clausius en

1865, pero fue el físico austríaco Ludwing Boltzmann quien, en 1877, el

que clarificó los conceptos de entropía hasta donde se puede. De las

formulaciones efectuadas por Boltzmann es donde se obtiene cómo se

puede cuantificar la entropía que, en el fondo viene a ser cómo medir

un desorden. La solución básica la aporta la teoría de las

probabilidades, el estudio matemático del azar. Retornemos aquí al gas

para proceder a cómo podemos explicarlo. Consideremos que las

configuraciones improbables de todas las partículas de gas se las

consideran «ordenadas» y se les asigna una entropía baja, mientras que

las configuraciones probables son las más «desordenadas» y tienen

entropía elevada. Estas configuraciones desordenadas tienen elevada

entropía. Expresado en términos matemáticos nos resulta de la

siguiente manera: la entropía (S) de un sistema aislado está ligada a la

probabilidad (ρ) de su estado actual por la relación S – κ log ρ + C,

siendo κ y C constantes. La entropía es, pues, proporcional al logaritmo

de la probabilidad del estado en el que sistema se encuentra, de donde

resulta que la variedad de la entropía entre dos estados sucesivos, es

proporcional a la diferencia logarítmica de las probabilidades de estos

dos estados. Como esa diferencia es siempre positiva, dado que la

entropía es una función creciente, se sigue que la probabilidad del

estado posterior debe ser siempre mayor que la del estado anterior.

Cuando un gas como el que estamos considerando alcanza un estado de

máxima entropía (es decir, las partículas están totalmente mezcladas y

el desorden es máximo) se dice que se halla en un «estado de

equilibrio». Nada se puede hacer para aumentar su desorden; en

consecuencia, está en equilibrio, porque ha alcanzado la estabilidad del

desorden completo. Hablando en sentido estricto, deberíamos

denominarlo estado de «equilibrio térmico», indicando con ello que la

temperatura de todo el gas es uniforme.

Por su parte, los gases en estado de equilibrio térmico tienen varias

propiedades importantes que pueden probarse rigurosamente mediante

la matemática de la mecánica estadística.

Es fácil calcular la entropía de un gas de partículas en equilibrio; según

la mecánica estadística es proporcional al número total de partículas.

Cuantas más partículas hay en el gas, mayor puede ser el desorden que

se produzca en él y mayor su entropía. Si un gas está formado por

partículas A y B, podríamos considerar la entropía de las partículas A y

la de las partículas B independientemente, porque el número de

partículas A y B puede diferir. Se habla entonces de una «entropía

específica», que es la relación de la entropía total con la de las

partículas A o B.

Hemos hablado de un gas en equilibrio que ocupa un volumen

determinado y tiene una temperatura determinada. Supongamos que

ampliamos el volumen despacio en comparación con el tiempo medio de

colisión entre partículas. Esto implica que el gas siempre permanece en

equilibrio térmico, porque las partículas tienen tiempo suficiente para

transferirse energía unas a otras durante la expansión. A esta

expansión lenta se le denomina «expansión adiabática», y puede

demostrarse que durante ella la entropía del gas permanece constante

Aunque hoy todavía tenemos que considerar que la materia domina a la

radiación, hasta que no logremos desentrañar el misterio de la energía

oscura, por ello, solo podemos decir que la historia es muy distinta si

comparamos sus entropías. La entropía total de un gas en equilibrio es

proporcional al número total de sus partículas. Comparemos la entropía

de la materia (básicamente el número total de partículas nucleares de

que las galaxias se componen) con la entropía fotónica (proporcional al

número total de fotones). En el universo actual la densidad numérica de

las partículas nucleares (protones y neutrones) es de más o menos una

partícula nuclear por metro cúbico. (Se trata de una cifra de discusión

contingente, pero ello no afecta muy significativamente nuestra

explicación, ya que también podrían ser diez). El número de fotones que

hay por metro cúbico es de unos 400 millones, cifra que viene dada por

la temperatura actual del universo (3° K). Así que la relación entre la

entropía fotónica y la de la materia nuclear, independiente del volumen,

lo que se denomina la entropía específica, es de 400 millones (con

incertidumbres de un factor de aproximadamente 10). Por tanto la

entropía del universo está hoy casi toda en el gas radiante de fotones y

no en la materia.

El valor de la entropía específica tiene muchísima importancia porque

determina la naturaleza del universo. Si la entropía específica fuese

cientos de veces mayor de lo que es, podría demostrarse que el

universo primitivo habría sido demasiado caliente para formar galaxias

y, por tanto, no existirían las estrellas hoy. Por otra parte, si la entropía

específica fuese mucho menor de lo que es hoy, el hidrógeno se habría

convertido casi todo en helio en el Big Bang. Podrían existir las

estrellas sin duda, pero las estrellas que sólo se componen de helio son

poco luminosas. De lo que se deduce que si la entropía específica

hubiese tenido un valor muy distinto del actual, el universo sería

sumamente distinto y probablemente hostil al desarrollo de la vida.

El universo es un sistema cerrado, y, en consecuencia, su entropía, (la

que vemos está sobre todo en el gas de fotones) aumenta con el tiempo

de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. Se forman galaxias

y arden estrellas, vertiendo así al espacio fotones que se suman al gas

de fotones previo. Esos procesos aumentan la entropía total del

universo. Pero lo notable es que el aumento de la entropía total del

universo, debido a todos esos procesos que se han producido a lo largo

de la vida de todas las galaxias y estrellas, es sólo una diezmilésima de

la entropía que existe ya en los fotones de fondo, una fracción mínima.

La entropía total del universo se halla hoy, a todos los efectos y

propósitos, en el gas de fotones (si la radiación de la energía oscura no

nos dice otra cosa) y se ha mantenido constante desde la gran

explosión. La entropía es básicamente una cantidad conservada en

nuestro universo.

Aunque la «muerte calórica» del universo no es el problema que fue en

tiempos, los nuevos conocimientos adquiridos crean problemas

distintos. Como en una expansión adiabática se conserva la entropía

total, la entropía del universo ha sido siempre enorme. Si esta entropía

específica fuese muy distinta, también serla muy distinto hoy el

universo.

 La idea de "muerte entrópica" surge si se admite que el universo es

un sistema termodinámicamente cerrado. Esta admisión no era, ni es

fácilmente justificable en términos teóricos y tampoco existían indicios

experimentales que la respaldaran. No obstante, la noción de "muerte

entrópica" se popularizó rápidamente y se transformó en casi un dogma

que, partiendo de las cosmologías "científicas" del positivismo, llegó a

nuestros días. Frente a extrapolaciones que no tienen nada de

científico, es lícito preguntarse cuáles son las bases pre-científicas que

dan origen a teorías como la de la "muerte entrópica" o similares que la

fantasía de los cosmólogos nos propone continuamente. Vale la pena

recordar aquí la interpretación que O. Spengler da en El ocaso de

occidente de la "muerte entrópica" formulada por von Clausius y otros

eminentes químicos alemanes. Para Spengler esta teoría no era más

que la re proposición en ámbito científico de la antigua

cosmología germánica de la Caída de los Dioses (Goetterdaemmerung)

y del incendio del Walhalla, con los que se concluía trágicamente la vida

del universo, cosmología que en aquel entonces se había puesto

nuevamente de moda con las óperas de Wagner. Una base mitológica

tan antigua e "irracional" se había insinuado subrepticiamente en una

teoría científica.

Bibliografía:

http://www.dialogo.org/docs/antro4.htmhttp://www.monografias.com/trabajos48/principio-antropico/principio-antropico2.shtmlhttp://letras-uruguay.espaciolatino.com/larocca/principio_antropico_como_fulcro.htmhttp://unicavia.com/mvplace/creacion.htmhttp://labellateoria.blogspot.com/2007/07/la-muerte-del-universo.htmlhttp://www.ambiental.net/biblioteca/LeffCapitalizacionNaturaleza.htm

http://www.ambiental.net/biblioteca/LeffCapitalizacionNaturaleza.htmhttp://col-tech.org/coltech/news/la-entropia-del-universo-es-mayor-de-lo-estimadohttp://www.monografias.com/trabajos63/muerte-universo/muerte-universo2.shtmlhttp://lacomunidad.elpais.com/cortesamador/2010/9/1/muerte-termica-del-universohttp://www.geofisica.cl/English/pics5/FUM3.htmhttp://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lap/carmona_c_dc/capitulo1.pdfhttp://www.astrocosmo.cl/b_p-tiempo/b_p-tiempo-06.15.htmhttp://www.antroposmoderno.com/antro-articulo.php?id_articulo=152http://www.geofisica.cl/English/pics5/FUM3.htmhttp://library.thinkquest.org/3493/noframes/main.htmlhttp://centros5.pntic.mec.es/ies.victoria.kent/Rincon-C/Curiosid/Rc-50.htmhttp://members.tripod.com/roberto_fpmx/id12.htmlhttp://books.google.com/books?id=igF_kdwY3MMC&pg=PA163&dq=muerte+entropica+del+universo&hl=es&ei=VGSFTf34KZKCtgem15jMBA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCkQ6AEwAA#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com/books?id=AMVYy9CzfGMC&pg=PT8&dq=muerte+entropica+del+universo&hl=es&ei=VGSFTf34KZKCtgem15jMBA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CFUQ6AEwCQ#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com/books?id=REfPpEQ5a5sC&pg=PA20&dq=muerte+TERMICA+del+universo&hl=es&ei=yWeFTfKMM9O_tgfdkI3ABA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=8&ved=0CEoQ6AEwBw#v=onepage&q&f=falsehttp://books.google.com/books?id=T6tedXr7wx0C&pg=PT100&dq=muerte+TERMICA+del+universo&hl=es&ei=yWeFTfKMM9O_tgfdkI3ABA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CFQQ6AEwCQ#v=onepage&q&f=false