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Es bueno saber como funciona la Naturaleza

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Entropía    ~    Comentarios Comments (12)

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Escultura dedicada a la Entropía en los jardines centrales de la Universidad  de Monterrey, México | Universidad de monterrey, Entropia, Arquitectura

 

Escultura dedicada a la Entropía en los jardines centrales de la Universidad de Monterrey, México

 

Variación de entropía del universoLa Entropía y el fin del Universo - VIX

 

“La entropía es una función de estado que, evaluada para todo el universo, aumenta en una transformación irreversible y permanece constante en una transformación reversible.”

 

Escenifica el desorden, es la magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema. La entropía es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se da de forma natural. La entropía describe lo irreversible y nos dice que con el paso del Tiempo todo se deteriora, como podemos constatar en nosotros mismos, o, en el mismo Universo.

En las galaxias se genera Entropía negativa cuando se crean nuevas estrellas, nuevos mundos y nueva vida

Entropy

“Simbolizada como S es una magnitud física para un sistema termodinámico en equilibrio. Mide el número de microestados compatibles con el macro-estado de equilibrio, también se puede decir que mide el grado de organización del sistema, o que es la razón de un incremento entre energía interna frente a un incremento de temperatura del sistema termodinámico.”

 

Todos hemos visto el sistema mecánico en el cual se conserva la energía, para que sea perfectamente elástico y tenga ausencia de rozamiento.  Está claro que si queremos hablar de energía y su conservación, de termodinámica y de entropía, tendríamos que mencionar aquí muchos nombres que, como el del conde Rumford nacido en lo que entonces era colonia británica de Massachusetts en 1753 y vivió hasta 1814, se llamaba en principio Benjamín Thompson.  Fue mientras trabajaba en Baviera, supervisando la construcción de un nuevo cañón cuando planteó la idea de que el calor es una forma de trabajo.

Benjamin Thompson, el James Bond científico | UNIVERSO Blog

La gestación de esta idea duró mucho tiempo, un paso decisivo fue el que dio James Joule de Gran Bretaña durante la década de 1840. Lo hizo todavía mejor que Rumford, ya que realizó experimentos precisos para medir la cantidad de trabajo necesario para producir un determina ascenso de la temperatura en una cantidad de agua. Estos trabajos y otros llevados a cabo por contemporáneos de Joule, tales como Hermann Helmholtz en Alemania, desembocaron el en el Principio de la conservación de la energía. Éste dice que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo puede transformarse.

          Conservación de la materia

 

Energía – Conservación

             http://3.bp.blogspot.com/_DvHSK-p7zDo/SxTzLbg3IcI/AAAAAAAABKs/gm0EMnI7tCE/s1600/Esquem%C3%83%C2%A1tico_interf_spin_dispositivo.jpg

A diferencia de lo que ocurre con el momento angular de los objetos macroscópicos, a los que estamos acostumbrados, que puede tomar valores muy variados dependiendo de las acciones a las que se vean sujetos, la magnitud del espín de una partícula subatómica es siempre la misma para este tipo concreto de partícula.

Leyes de Conservación

 

Si un sistema no interacciona con su entorno de ninguna manera, entonces determinadas propiedades mecánicas del sistema no pueden cambiar. Algunas veces nos referimos a ellas como “constantes del movimiento”. Estas cantidades se dice que son “conservadas” y las leyes de conservación resultante se pueden considerar como los principios mas fundamentales de la mecánica. En mecánica, ejemplos de cantidades conservativas son la energía, el momento y el momento angular. Las leyes de conservación son exactas para un Sistema aislado.

Establecidas aquí como principios de la mecánica, estas leyes de conservación tiene profundas implicaciones en la simetría de la naturaleza, que no hemos visto violadas. Ellas sirven como una fuerte restricción en cualquier teoría sobre cualquier rama de la ciencia.

Nebulosa de Orión - Concepto, descubrimiento y características

En la nebulosa molecular gigante de Orión, los astrónomos han observado las transformaciones que se producen al crearse nuevas estrellas y nuevos sistemas planetarios. Ahí se pueden observar continuados cambios irreversibles de destrucción y creación que escenifica el continuo renovarse del Universo.

La energía y sus manifestaciones La energía Para que cualquier movimiento  se produzca es necesario que un cuerpo u objeto cuente con energía. - ppt  descargarPrincipio De Conservacion De La Energia Mecanica Ejemplos - Colección de  EjemploQué evento representa la conservación de la energía? - JoveneswebTEMA 11. TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA. GUIÓN DEL TEMA 1.TRABAJO REALIZADO  POR UNA FUERZA CONSTANTE. 2.ENERGÍA FORMAS DE ENERGÍA. 3. PRINCIPIO DE. -  ppt descargar

El principio de conservación de energía llegó a conocerse también como primer principio de termodinámica y nos dice que en un sistema cerrado (pongamos por ejemplo esta Nebulosa e imaginemos que no interacción con el mundo exterior, para llevarlo hasta un Sistema cerrado ideal como, el plano sin rozamiento). Aquí la energía total permanece constante pero, ninguna transformación de trabajo en energía es perfecta, ya que el calor siempre se disipa como un subproducto, de tal forma que hay algo de energía que desaparece de la circulación. Dado que el calor siempre fluye de un lugar caliente a otro más frío (segundo principio de la termodinámica), finalmente, en cualquier sistema cerrado toda la energía acaba convirtiéndose en calor, y todas las diferencias de temperatura se irán nivelando hasta dejar un sistema templado y sin características especiales donde no sucede nada interesante.

Segundo principio de la termodinámica (Presentación PowerPoint) -  Monografias.comEL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

Lo que actualmente conocemos como segundo principio de la Termodinámica se puede expresar de muchas formas diferentes, pero su primer enunciado se debe al Físico británico William Thomson (quien fuera posteriormente lord Kelvin) en 1852. La cuestión esencial sobre la que Thomson llamó la atención es esta idea de disipación -que, aunque el modo en que funciona el mundo natural se puede describir como un gran motor que convierte el calor en trabajo (o en movimiento, que viene a ser lo mismo), debe haber siempre algo de calor que se disipa durante el proceso, aunque realmente no se pierde, sino que se propaga por todo el universo, haciendo que su temperatura global suba una pizca, una cantidad casi imperceptible.

Una máquina térmica es un dispositivo que, operando de forma cíclica, toma de calor de un foco caliente, realiza un cierto trabajo (parte del cual se emplea en hacer funcionar la propia máquina) y entrega calor de desecho a un foco frío, normalmente el ambiente.

El ejemplo característico de máquina térmica es la máquina de vapor, que se emplea en la mayoría de las centrales eléctricas (sean estas térmicas, termo-solares o nucleares). En una máquina de vapor una cierta cantidad de líquido se hace hervir en un horno (foco caliente); el vapor resultante mueve una turbina, enfriándose parcialmente. El vapor enfriado pasa a un condensador, donde es enfriado a la temperatura ambiente, liberando calor y volviendo a ser líquido. Una bomba (movida por la turbina) toma ese líquido y vuelve a llevarlo al horno, manteniendo en marcha el sistema.

Descripción de la tarea | Máquinas térmicas y frigoríficas

  • El calor | Qc | proporcionado por el foco caliente.
  • El calor | Qf | cedido al foco frío
  • El trabajo | Wext | realizado por la turbina
  • El trabajo Wint necesario para hacer funcionar la máquina térmica

 

 

 

Esto va más allá del principio, o ley, de conservación de la energía (el primer principio de la termodinámica), porque en este caso, aunque la cantidad total de energía del mundo (expresión con la que los victorianos se referían al total del universo), se mantiene siempre igual, la cantidad de energía útil siempre está disminuyendo. Esto implica que los físicos necesitan un sofisticado sistema técnico para cuantificar la cantidad de energía útil existente en un sistema cerrado, o en el mundo (el universo en toda su amplitud), de tal modo que pudieran tenerla en cuenta y manejarla en sus ecuaciones. esto indujo a Rudolf Clausius a proponer el concepto de Entropía, lo cual hizo en Alemania a mediados de la década de 1860.

Segundo Principio de la Termodinámica y la Espontaneidad (página 2) -  Monografias.comSegundo principio-termodinamica-y-espontaneidadTermodinámica química (página 2) - Monografias.comLa entropía

El Modo más sencillo de calcular lo que mide la Entropía es pensar en términos de la cantidad de orden que hay en un sistema, y el ejemplo clásico consiste en imaginar una caja que está dividida en dos mitades mediante una pared separadora móvil. Una mitad de la caja está llena de gas y la otra se encuentra inicialmente vacía -es el vacío-. Tenemos así un sistema que posee una cierta cantidad de orden, o de estructura, porque hay una diferencia entre las dos mitades del recipiente. Si se introduce al azar un robot consistente en una sonda microscópica, nos podrá decir en qué lado de la pared separadora se encuentra, , comprobando si está rodeado por gas o por vacío. Imaginemos que abrimos esa pared separadora. Todos sabemos lo que va a suceder. El gas se propaga hasta llenar la caja de manera uniforme. Entonces habrá en el sistema menos orden (o, si se quiere, más desorden).

It's written on Ludwig Boltzmann's tombstone, and it means that "entropy is  the logarithm of multiplicity.… | Entropy quote, Ludwig boltzmann,  Statistical mechanicsHow chaos drives the arrow of time – Many Body Physics

La entropía mide la cantidad de orden que hay en un sistema y, si el desorden aumenta, también lo haced la entropía. Sabiendo que en el mundo real el desorden crece en todo sistema cerrado (las cosas se desgastan, se rompen, son inundadas por el polvo y la corrosión, a medida que pasa el tiempo, el inevitable aumento de la entropía define una dirección del tiempo, una flecha que parte del pasado ordenado y apunta hacia el futuro desordenado. Dado que ese proceso parecía inevitable y universal, los especialistas en termodinámica de la era victoriana preveían un destino último del Universo en el que toda la energía útil se habría convertido en calor y todo sería una mezcla templada de materia a temperatura uniforme, una situación desoladora que llamaban la “muerte térmica” del universo.

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Pero, ese tenebroso pronóstico ha quedado ya descartado. El hecho de que el Universo se expande (que no se descubrió hasta finales de la década de 1920), alteró todo el contenido de tal predicción, y la constatación de que la Gravedad tiene de hecho energía negativa, que data de la década de 1940, descartó en esencia el tipo de muerte térmica que imaginaron los victorianos.

Las estrellas que brillan en el cielo, todas las nuevas que en la Nebulosas nacen, los mundos que se crean, la vida que surge, la Gravedad…Todo ello, contribuye a generar Entropía negativa que, de alguna manera, autogenera el Universo u consigue que aquella muerte térmica no llegue.

La ciencia encontró un mecanismo convincente para explicar cómo fue canalizada la energía positiva de la materia, y una cantidad igual de energía  negativa fue el campo gravitatorio. Así, en efecto, ¡toda la materia cósmica fue creada realmente gratis! Una vez que los cosmólogos advirtieron esto, se hizo plausible la hipótesis de que en el comienzo del universo el espacio estaba vacío; toda la materia apareció después (aunque con gran rapidez), como resultado de un proceso físico natural. La nueva teoría se consideraba superior y más científica porque eliminaba la necesidad de postular “el tufillo” sobrenatural que llevaba la materia en el comienzo del tiempo.
William Latham: Biogenesis – ACM SIGGRAPH ART SHOW ARCHIVESAnimate Projects - William Latham
William Latham: Biogenesis                                 Animate Projects – William Latham
Pero giremos la cabeza para poder mirar al problema de la Biogénesis para encontrarnos con una singular inversión de los sentimientos. Ahora no tenemos que explicar el origen de la materia, sino el origen de la información. Mientras que es buena ciencia buscar un proceso físico para generar materia, se considera acientífico en extremo considerar un proceso que genere información. La información no es algo que se supone que viene gratis (como la materia cósmica), sino algo por lo que uno tiene que trabajar (si queremos saber, hay que estudiar, observar, investigar y experimentar). En realidad, esto simplemente la segunda ley de la termodinámica revisada, porque la aparición espontánea de información en el universo sería equivalente a una reducción de la entropía del universo: una violación de la segunda ley, “un milagro”. Ahora bien, el hecho de que el universo contiene información es innegable (porque no está en equilibrio termodinámico). Si la información no puede crearse, debe haber estado allí en el comienzo, como parte del impulso inicial. La conclusión a la que nos vemos guiados es que el universo venía lleno de información, o entropía negativa, desde su nacimiento mismo.
LIGO y Virgo descubren un misterioso objeto fusionándose con un agujero  negro
Todos sabemos que el universo está lleno de sucesos misteriosos. En agosto de 2019, la red de ondas gravitacionales LIGO-Virgo fue testigo de la fusión de un agujero negro con 23 veces la masa de nuestro sol y un objeto misterioso con 2,6 veces la masa de nuestra estrella. Los científicos no saben si será una estrella de neutrones o un agujero negro.
No puede haber Universo sin Big BangEl Universo, del Big Bang a hoy, como nunca lo habías visto
¿Qué nos dicen las observaciones astronómicas sobre el contenido de información del universo primitivo? Aquí descubrimos algo muy curioso. Uno de los elementos de prueba más decisivos a favor de la teoría del Big Bang es la existencia de un fondo universal de radiación térmica, que parece ser una especie de brillo residual del explosivo nacimiento del universo. Esta radiación ha viajado a través del espacio y del tiempo sin sufrir prácticamente ninguna perturbación desde el tiempo inmediatamente posterior al “supuestoBig Bang y, nos proporciona así, una instantánea imagen de cómo era el universo en su comienzo. Las medidas hechas desde los satélites han determinado que el espectro de la radiación térmica cósmica corresponde exactamente a un estado de equilibrio termodinámico.. Pero el equilibrio termodinámico es un estado de máxima entropía que, a través de métodos y modelos existentes, implica mínima información.
La segunda ley de la termodinámica,... - En un lugar del cosmos | Facebook
Así que, nos vemos enfrentado a  una contradicción muy molesta. La segunda ley prohíbe que el contenido de información del universo aumente a medida que este evoluciona, pero, por lo que podemos decir del universo primitivo, éste contenía muy poca información. De modo que ¿de donde ha venido la información presente hoy en el universo? Otra manera de exponer el problema sería en términos de entropía. Si el universo empezó próximo al equilibrio termodinámico máxima entropía, ¿Cómo ha alcanzado su estado actual de desequilibrio, dado que la segunda ley prohíbe que la entropía total disminuya?
Formación estelar | Astropedia | FandomEspectáculo en el espacio con nubes cósmicas y vientos estelares | Canarias7
Vientos de las estrellas, vientos estelares — AstronooLa llamativa nebulosa planetaria CVMP 1 | UNIVERSO Blog
La respuesta a esta paradoja cósmica es ahora bien conocida (al menos eso creemos): procede de un cuidadoso estudio de la gravitación. Para ver que diferencia supone la gravitación para la termodinámica, uno de los índices que podemos escoger como guía es ver cómo se comporta la gravedad en las nubes interestelares que contienen las masas de miles de millones de soles. El gas, como consecuencia de la gravedad, comienza a contraerse al ser perturbado (digamos que por vientos estelares) y, la gravitación se hace muy importante en ese medio. Así que, el gas se contrae y en algunos lugares se acumulan grumos de material más denso. En los centros de esos grumos la contracción producida por la gravedad, calentará el gas, aparecerán gradientes de temperatura y fluirá calor y, en la nube interestelar, se formarán estrellas nuevas y cúmulos de ellas.
El flujo de radiación térmica procedente de esas estrellas (como el Sol, pongamos por caso), es la fuente de energía libre, o entropía negativa, que como sabemos, impulsa toda la vida en el planeta Tierra mediante la fotosíntesis y otros procesos biogenéticos que llevan a la materia “inerte” a evolucionar por medio de procesos complejos bioquímicos hasta convertirse en una especie de “sopa primordial” a partir de la cual, surge eso que llamamos vida y que es, el mejor exponente de la entropía negativa presente en el universo.
Los Viajeros estelares: La respiración estelarLa impresionante Nebulosa del Renacuajo | UNIVERSO Blog
Por eso, bajo la acción de la gravitación, un gas supuestamente en equilibrio termodinámico y a una temperatura uniforme y máxima entropía sufre de todas formas cambios y transiciones de fases adicionales que lleva a esa Nebulosa a un estado de desequilibrio o inestabilidad inducida por la fuerza de gravedad y que se convierte en una fuente de información. Así, podríamos decir que, la Gravedad, ha cambiado las reglas del juego toda vez que, su presencia, rompe el equilibrio termodinámico y, el estado de máxima entropía se rompe al aparecer la entropía negativa que, de alguna manera, será motivo de un futuro de vida.
NASA celebra Halloween con nebulosas fantasmagóricas
Claro que, para algunos, todos estos procesos son auténticos enigmas sin resolver. ¿Cómo, siendo la gravitación una fuerza tan débil, pudo desempeñar un papel tan directo en los procesos bioquímicos? Penrose nos dice (como experto mundial en la gravitación) que él ha especulado con que la gravedad podría afectar a las biomoléculas a través de procesos cuánticos. También Lee Smolin ha comparado los temas de la vida y la gravitación en su libro La vida del cosmos, donde elabora una analogía entre el comportamiento de los ecosistemas y las galaxias espirales. Muchas de las ideas que aquí os dejo, son debidas a Paul Davies que, en su libro El quinto milagro, nos habla de todo esto y mucho más.
4. cuadro de diferencias entre un ser vivo y materia inerte
Lo cierto es que, poco a poco, vamos pudiendo entender como a partir de ciertos comportamientos de la materia en presencia de las fuerzas fundamentales del universo, nos llevan a estados supuestamente caóticos a partir de los cuáles, finalmente, la materia “inerte” se convierte en vida.
Cindy's Open House Blog: La espiral de la vida
Todo eso ocurre por el simple hecho de que las galaxias espirales se comportan y tienen una dinámica cosmológica que las lleva a la creación de entropía negativa que, en definitiva nos lleva de manera directa e irremediable hasta el surgir de la vida en mundos que, el azar ha colocado, de manera aleatoria, en esos lugares de privilegio que llamamos “zonas habitables” en los que son posibles la presencia del agua líquida, ese bien que, los humanos, nunca hemos sabido valorar en su justo valor.
http://www.santiagokoval.com/wp-content/uploads/2009/06/el-poshumano.jpg
De uno u otro modo, siguiendo a Wiener, si la propagación de la especie puede interpretarse como una función según la cual un ser vivo crea otro a su propia imagen, análogamente, la producción de artificios debiera interpretarse, en particular a partir del siglo XVIII, como una función por medio de la cual un ser humano crea a su imagen y semejanza un ser artificial.
Pero hablamos de Entropía y, la Vida, por supuesto, parece querer desafiar este proceso creando orden y estructuras a partir de materiales desordenados (o, en todo caso, menos ordenados).
Aescala macroscópica, según unas leyes deducidas a partir de experimentos y observación  siguiendo procedimientos científicos aprobados, ensayados y comprobados, el universo actúa de un modo irreversible. Nunca se pueden conseguir que las cosas vuelvan a ser como solían.
La vida privada de las estrellas - Las gigantes rojas - El TamizKepler observa dos planetas gaseosos que puede que sobrevivieran a ser  engullidos por su estrella cuando ésta se transformó en gigante roja - La  Ciencia de la Mula Francis
                                                       El proceso que seguirá el Sol cuando se acerque a su final
Cuando nuestro Sol agote su combustible nuclear de fusión y se convierta en una gigante roja como la que arriba vemos, nada podrá hacerla volver a su estructura original como estrella amarilla del Tipo G2V que ahora nos entrega su luz y su calor para que la vida, en la Tierra, sea posible. Ese Sol, ya nunca volvera.
Qué son las nebulosas planetarias? – NuestroclimaFacebook
Pero precisamente en este sencillo y clásico ejemplo de irreversibilidad termodinámica, la Entropía y la Flecha del Tiempo hacen su trabajo y lo que era dejó de ser para convertirse en algo nuevo, es decir, lo que antes era el Sol, ahora, una vez pasados todos los procesos hasta la Nebulosa Planetaria, el Sol se convertirá en una estrella enana blanca de intensa radiación ultravioleta que estará en el centro de la Nebulosa durante cien millones de años, mientras el gas se disipa y la estrella se enfría quedando, para siempre, como un cadáver estelar, un objeto de una gran densidad.

 

Sí, en nuestro universo algo cambia y,  muchas otras cosas serán distintas

 

Claro que no hay una flecha del tiempo en las leyes de Newton y, según Laplace y muchos otros, estas leyes parecen describir un mundo completamente determinista en el cual el pasado y el futuro están fijados de una manera rígida y no hay lugar para el libre albedrío.

Lo que ninguno de estos científicos parece haber observado es que el argumento fundamental se desploma si, en cualquier momento y lugar del universo, se produce una colisión simultánea entre tres partículas –aunque la valoración de si esto sería suficiente para restablecer el libre albedrío es una cuestión cuya discusión prefiero dejar a la filosofía.

En la física del movimiento y sus causas -Dinámica- las leyes de la naturaleza funcionan tanto si el tiempo transcurre “hacia adelante” como también si lo hiciera “hacia atrás”, es decir que son simétricas y reversibles en el tiempo. Si filmamos un choque entre dos partículas, o la órbita de un planeta entorno a su sol, y pasamos la película al revés, notaremos que las trayectorias están invertidas, lo cual es totalmente coherente para la física: no hay nada que nos indique que el tiempo está trascurriendo en sentido contrario. Si las leyes de la naturaleza no distinguen entre el pasado y el futuro, entonces ¿por qué notamos que el tiempo fluye en un sentido y no en otro? ¿De dónde sale esa asimetría del tiempo? ¿Por qué recordamos el pasado pero no el futuro?

 

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Nos podemos sentar mirando hacia el futuro, pero, ¿veremos algo….

 

Este mismo problema relativo al tiempo se planteó a partir de uno de los mayores triunfos de la física del siglo XIX: la investigación de la naturaleza de la luz y de otras formas de radiación electromagnética, que tuvo su momento culminante en la obra del escocés James Clerk Maxwell (1831-1879). La explicación dada por Maxwell sobre la radiación electromagnética se basa en la obra de Michael Faraday, que vivió entre 1791 y 1867, y propuso la definición de los “campos” eléctrico y magnético que surgen en torno a los objetos que poseen una carga eléctrica.

 

 

Mi mayor descubrimiento ha sido Michael Faraday» | Física para tod@s

 

Fue Faraday el primero en sugerir que la luz podría estar producida por algún tipo de vibración de las líneas de fuerza asociadas con imágenes y partículas “cargadas”, que vibrarían como lo hacen las cuerdas de un violín al ser pulsadas. El problema estaba en que, Faraday, carecía de los conocimientos matemáticos necesarios para desarrollar la idea de maneta tal que se desarrollara un modelo perfectamente configurado. Así, en la década de 1860, llegó Maxwell para rematar el trabajo de Faraday con sus maravillosas ecuaciones vectoriales para demostrar que todos los fenómenos eléctricos y magnéticos conocidos en aquella época, incluido el comportamiento de la luz, podía ser descrito mediante un conjunto de sólo cuatro ecuaciones, que actualmente se denominan ecuaciones de Maxwell.

Claro que, como todo, también las ecuaciones de Maxwell tenían sus limitaciones, especialmente en la descripción de fenómenos que se producen a escalas muy pequeñas, tales como el comportamiento de los átomos y de las partículas que los componen. En este caso, es preciso modificar tanto la descripción clásica de las descripciones electromagnéticas (Maxwell), como la descripción clásica de las interacciones entre partículas (Newton), fenómenos en los cuales se cumplen las reglas de la física cuántica. Así, las ecuaciones de Maxwell, como las de Newton, tampoco contienen la flecha del tiempo.

 

 

Máquina de vapor. Artículo de la Enciclopedia.Quién inventó la Máquina de Vapor - Origen y Evolución✔️

 

Lo que fue durante mucho tiempo la explicación habitual la razón por la que vemos una dirección predominante del tiempo surgió a partir de otro gran triunfo de la física del siglo XIX: la descripción de la relación entre calor y movimiento (termodinámica). Esto tuvo una importancia práctica fundamental en el mundo industrial cuando se utilizaba la fuerza de las máquinas de vapor.

Lo cierto es que, la importancia de la termodinámica reside en que permite a los físicos explicar el comportamiento de gran número de objetos –en especial, partículas de gas- que, en cierto sentido, funcionan juntos en un sistema complejo. Esto incluye el uso de promedios y estadísticas, pero se basa en gran medida en la idea de que un gas está constituido por una cantidad innumerable de partículas diminutas (átomos y moléculas) que no cesan de rebotar y chocar entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene, cumpliendo las leyes del movimiento de Newton. Esta teoría cinética de los gases fue un ejemplo importante del modo en que las leyes universales de la física ponían orden en el caos.

 

Ludwing Boltzmann (1844-1906)
       Ludwig Boltzmann (1844-1906)

La palabra “gas” fue acuñada por el físico flamenco Joannes van Helmont a partir de la palabra griega que significa “caos”; este término apareció impreso por primera vez en el libro de van Helmont titulado Ortus medicina, publicado cuatro años después del fallecimiento de Joannes, en 1648. La idea de que los gases eran como un caos se consideró acertada durante trescientos años, hasta que Maxwell desde Gran Bretaña, y su contemporáneo Ludwig Boltzmann, desde Viena, consolidaron la teoría cinética (que hasta entonces había sido sólo una especulación), dándole una firme base científica fundamentada en las leyes de Newton.

Me proponía al comenzar este trabajo a exponer muchas más cosas pero, como siempre pasa, el espacio y el tiempo no dan para tanto en este lugar y, dejo pendiente explicar cómo surge el Caos a partir del Orden y el Orden a partir del Caos, cómo podemos llegar al borde del Caos y qué transiciones de fase tienen que producirse para que, la normalidad y la simetría vuelva a reinar a partir de ese desorden que, en un principio, podría parecer irreversible.

 

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De todo lo que aquí hemos hablado, se puede tomar razón y llegar a tener una razonada conciencia en el estudio de una galaxia espiral que, con sus millones de estrellas brillantes en los brazos espirales y sus estrellas rojas y más viejas en el centro galáctico, nos hablan claramente de la flecha del tiempo y de la entropía al considerar, la galaxia, como el sistema cerrado que, poco a poco, va tornándose más y más compleja en la composición de la materia que la conforma que, de manera irreversible va sufriendo transformaciones de todo tipo que, finalmente, la llevará a un estado crítico que hasta se podría transformar en un inmenso agujero negro como resultado final del proceso.

 

El tic tac del universo - Revelación - WattpadQué había en el Universo antes del Big Bang? - AmbientumEl tic tac que nos mueve | EL PAÍS SemanalUniverso y evolución | Ciencia UANL

 

 

Mucho es lo que nos queda por saber, lo que sabemos, reconociendo que no es poco para el exiguo tiempo que llevamos aquí (en la medida del reloj del universo), es aún insuficiente para lo que la Humanidad necesita saber. Nuestra ignorancia es grande, muy grande…, casi infinita, si la contraponemos con todo aquellos que nos queda por descubrir de los secretos de la Naturaleza. Nunca podremos acabar ese aprendizaje que se pierde en la lejanía de la flecha del tiempo en ese infinito que llamamos futuro.

 

emilio silvera

 

  1. 1
    José Luis
    el 29 de junio del 2012 a las 14:24

    Emilio: Exelente trabajo de divulgación sobre la entropía, como siempre bastante explicito, limpio e impecable

    Felicidades y saludos desde México 

    Responder
    • 1.1
      emilio silvera
      el 30 de junio del 2012 a las 4:24

      Hola, José Luis:
      La divulgación del saber del mundo (de la Naturaleza del Universo), es algo que nos lleva a compartir con los demás y, desde luego, nos hace mejores si, como es el caso, a cambio solo pedimos que sea aprovechada por cuantos más, mejor.
      Un abrazo amigo.

      Responder
  2. 2
    Emilio Silvera
    el 28 de febrero del 2013 a las 10:08

    ¿Qué podríamos hacer sin energía? ¿En qué clase de seres noc onveretiríamos? ¿Cómo podríamos avanzar sin ella? ¿En que se convertiriía nuestro mundo y nuestra Sociedad? La Energía amigos míos, el motor de nuestros avances al mismo nivel que, nuestros pensamientos lo son de las nuevas ideas. Los dos unidos -Mente y Energía-, nos llevarán hacia ese futuro que presentimos.

    Saludos.

    Responder
  3. 3
    emilio silvera
    el 11 de diciembre del 2020 a las 14:17

    ¡La Entropía!

    Es el ingrediente que está presente en la Naturaleza para hacer posible que ésta funcione como lo hace, como la podemos contemplar en su parte dinámica de cambios, hace que nada permanezca y se asocia con el Tiempo para que las cosas se desarrollen como lo deben hacer.

    Si nos detenemos a pensar en las consecuencias de la falta de Entropía en el Universo, veríamos que todo sería eterno, que nada cambiaría. ¿Imagináis el Presente con la presencia de Tales de Mileto, Sócrates, Confucio, Buda, Aristarco de Samos, Galileo, y los miles de millones de personas y animales irracionales que la Entropía se llevó?

    Debemos agradecer (pensadlo bien) que exista la muerte, incluso alguien llegó a decir: “Mientras halla muerte tendremos esperanza”. La muerte es el descanso bien merecido y permite que llegue la nueva sabia, las nuevas ideas, otras maneras de mirar el Universo para poder descubrir nuevas cosas, tener las Mentes más abiertas a lo nuevo, dejar creencias obsoletas y abrir las puertas de par en par para que entre ese viento fresco que nos traerá nuevas respuestas a preguntas viejas que nadie supo contestar.

    Hay cuestiones de las que hablamos continuamente y de las que, en realidad, no sabemos, realmente, lo que son:

    - El Tiempo.

    - El vacío.

    - La “materia oscura”.

    - Otras dimensiones.

    - Universos paralelos.

    -Hiperespacio.

    - Agujeros de Gusano.

    Una lista que se haría interminable y que nos pone delante del espejo que refleja nuestra gran ignorancia. 

    Cuántas veces habremos oído decir: “Si nuestros abuelos levantaran la cabeza se volvían a morir”.

    Nos estamos refiriendo a lo que hoy tenemos en nuestro Mundo, los adelantos técnicos y los conocimientos alcanzados en las distintas ramas del saber humano, a ellos (nuestros abuelos), les parecería un truco de magia la infinidad de cosas con las que hoy podemos contar. Un simple teléfono móvil con todas sus prestaciones los volvería locos, y, no digamos de los Telescopios Espaciales y los Aceleradores de partículas.

    Estamos inmersos en un Universo continuamente cambiante que, al igual que nosotros mismos, hoy es una cosa y mañana, otra diferente. Todo cambia y nada permanece y de ello se encargan el Tiempo y la Entropía, el primero transcurre inexorable mientras que la segunda hace su trabajo.

    ¿La Inmortalidad? NO Gracias.

    Responder
  4. 4
    Pedro
    el 11 de diciembre del 2020 a las 17:26

    Resulta que segun las leyes de la termodinamica, la energia ni se crea ni se destruye sino que muda. Segundo la entropia orguesta toda transicion de fase, en unos casos haciendo perder el norte (entropia positiva) y en otros casos haciendose un corte de mangas a si misma creando estructuras.(entropia negativa) 
    Osea la entropia todo lo gobierna, creando situaciones paralelas contrapuestas. 
    En un caso hecha mano de las leyes y sus interacciones fundamentales y en el otro extremo un corte de mangas a si misma. 

    Bien, ¿Entonces cual es la espita que sobresalta a la entropia? 
    Si no son las leyes que conforman la materia, ni son el espacio-tiempo cuantico que todo lo circunscribe (supuestamente) , ¿Que otro contrapeso es posible? ¿Una guaritmica preñada de delirio?. 
    ¿Una superposicioncuantica demiurgica? 

     

    Responder
    • 4.1
      emilio silvera
      el 12 de diciembre del 2020 a las 5:07

      “La variación de Entropía nos muestra la variación del orden molecular ocurrido en una reacción química. Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un mayor desorden molecular (mayor entropía) que los reactivos. En cambio, cuando el incremento es negativo, los productos son más ordenados. (Dice la enciclopedia)

      “En física se habla de entropía (usualmente simbolizada con la letra S) para referirnos al grado de equilibrio de un sistema termodinámico, o más bien, a su nivel de tendencia al desorden (variación de entropía). Cuando se produce una variación de entropía positiva, los componentes de un sistema pasan a un estado de mayor desorden que cuando se produce una entropía negativa.
      La entropía es un concepto clave para la Segunda Ley de la termodinámica, que establece que “la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse en el tiempo”. O lo que es igual: dado un período de tiempo suficiente, los sistemas tenderán al desorden. Ese potencial de desorden será mayor en la medida en que más próximo al equilibrio se halle el sistema. A mayor equilibrio, mayor entropía.

      La entropía negativa, sintropía o neguentropía es aquella entropía que un sistema exporta o libera para mantener bajos sus niveles de entropía.
      Este concepto fue desarrollado por el físico Erwin Schrödinger en 1943 y retomado posteriormente por diversos estudiosos. 

      Fuente: https://concepto.de/entropia/#ixzz6gNYCBGIK

      Si la Entropía tiene la función de procurar el deterioro  y la destrucción de las “cosas” (la positiva), cuando se producen hechos que crean “cosas” nuevas mediante mecanismos de la Naturaleza que van equilibrando la situación general (se crean estrellas nuevas en las galaxias y vida nueva en los mundos), podemos decir que es entropía negativa.

      De esa manera, en nuestro Universo, hemos podido constatar que todo, sin excepción, tiene dado un Tiempo de “vida” y el mismo recorrido de nacer, vivir y morir. Unas “cosas” se van y otras llegan para que todo siga igual. 

      Lo cierto es que, en el conjunto, la Entropía ganará la batalla y llegará un momento en el que estrellas de 5ª o 6ª generación (o más), dejarán de explosionar para que de sus materiales se vuelvan a crear estrellas nuevas.

      No hay porque buscarle los tres pies al gato, simplemente las cosas son de esa manera.

       

      Responder
  5. 5
    Emilio Silvera
    el 12 de diciembre del 2020 a las 5:33

    “La neguentropía o negantropía, también llamada entropía negativa o sintropía, de un sistema vivo, es la entropía que el sistema exporta para mantener su entropía baja; se encuentra en la intersección de la entropía y la vida. Para compensar el proceso de degradación sistémica a lo largo del tiempo, algunos sistemas abiertos consiguen compensar su entropía natural con aportaciones de subsistemas con los que se relacionan. Si en un sistema cerrado el proceso entrópico no puede detenerse por sí solo, en un sistema abierto, la neguentropía sería una resistencia sustentada en subsistemas vinculados que reequilibran el sistema entrópico.

    La neguentropía se puede definir como la tendencia natural de que un sistema se modifique según su estructura y se plasme en los niveles que poseen los subsistemas dentro del mismo. Por ejemplo: las plantas y su fruto, ya que dependen los dos para lograr el método de neguentropía.
    Tomado de: https://es.wikipedia.org/wiki/Neguentrop%C3%ADa

     

    In thermodynamics, negentropy is a shorthand term or abbreviation of the term “negative entropy”. In a strict thermodynamic sense, “negentropy” is the name given to the function (-S) and, as such, is the thermodynamic potential of an isolated system. [2] 

    Tomado de: https://www.eoht.info/page/Negentropy

     

    Los sistemas vivos son capaces de conservar estados de organización improbables (entropía). Este fenómeno aparentemente contradictorio se explica porque los sistemas abiertos pueden importar energía extra para mantener sus estados estables de organización e incluso desarrollar niveles más altos de improbabilidad. La negentropía, entonces, se refiere a la energía que el sistema importa del ambiente para mantener su organización y sobrevivir (Johannsen. 1975).

    Tomado de: https://www.facso.uchile.cl/publicaciones/moebio/03/frprinci.htm#negentropia

     

    https://carloshurtado-cur.webnode.es/sistemas-de-informacion/actividades/actividad-1/negantropia/

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  6. 6
    Emilio Silvera
    el 12 de diciembre del 2020 a las 5:48

    “La variación de entropía nos muestra la variación del orden molecular ocurrido en una reacción química. Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un mayor desorden molecular (mayor entropía) que los reactivos. En cambio, cuando el incremento es negativo, los productos son más ordenados.”

    “La variación de entropía nos muestra la variación del orden molecular ocurrido en una reacción química. Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un mayor desorden molecular (mayor entropía) que los reactivos. En cambio, cuando el incremento es negativo, los productos son más ordenados. Hay una relación entre la entropía y la espontaneidad de una reacción química.”

    “La neguentropía,negentropíaonegantropía, también llamadaentropía negativaosintropía, de un sistema vivo, es laentropíaque el sistema exporta para mantener su entropía baja; se encuentra en la intersección de la entropía y la vida. Para compensar el proceso de degradación sistémica a lo largo del tiempo, algunos sistemas abiertos consiguen compensar su entropía natural con aportaciones de subsistemas con los que se relacionan. Si en un sistema cerrado el proceso entrópico no puede detenerse por sí solo, en un sistema abierto, la neguentropía sería una resistencia sustentada en subsistemas vinculados que reequilibran el sistema entrópico.

    La neguentropía se puede definir como la tendencia natural de que un sistema se modifique según su estructura y se plasme en los niveles que poseen los subsistemas dentro del mismo. Por ejemplo: las plantas y su fruto, ya que dependen los dos para lograr el método de neguentropía.”

    Pocas dudas podemos tener a estas alturas de que la Naturaleza utiliza mecanismos que van encaminado a desechar lo que ya cumplió su misión en éste Universo, y, aprovecha esos materiales destruidos para “fabricar” otros nuevos, Así ocurre con las estrellas en las galaxias y con los seres vivos en los mundos, es la destrucción de la creación, lo viejo se va para que llegue lo nuevo, y, a eso, llamamos la Entropía Negativa la que crea para equilibrar (en parte la balanza), aunque finalmente, ganará la Entropía Positiva que todo lo destruirá, y, llegará el momento de que estrellas de 5ª o 6ª generación (o más avanzadas), no puedan seguir los mecanismos de explosiones supernovas para continuar los ciclos de creación, todo quedará estático y frio, ni los átomos se moverán.

    La muerte térmica del Universo que también, eliminará a la destructora Entropía.

    Responder
  7. 7
    Pedro
    el 12 de diciembre del 2020 a las 10:00

    Si la muerte termica es el colapso definitivo de todo sistema dinamico, claro indicador de su ultima y definitiva transicion de fase, esto nos indica un nuevo preludio de abismos insondables y no por ello menos misticos, esto es nueva narrativa algoritmica que la explique. 
    Solo la renovacion es la salvaguardia de toda condicion. 

    Responder
    • 7.1
      emilio silvera
      el 13 de diciembre del 2020 a las 6:52

      “Solo la renovación es la salvaguardia de toda condición”

      Nunca un pensamiento tan concreto y resumido expresó tan claramente la “verdad” del “mundo”, entendiendo por mundo el Universo entero. Hemos podido llegar a saber que la dinámica de la Naturaleza es la de un “eterno” cambio, nada permanece de la misma manera, lo que hoy es, mañana será diferente sin importar el Tiempo que cada objeto perdure en su estado original, finalmente, cambiará.

      Los insondables abismos cósmicos son la reseña que encontramos por doquier en el Cosmos “infinito”, ahí se encuentran todos los misterios y secretos que tratamos de desvelar para  que, de ser posible, algún día lejano en el Futuro que nunca podremos conocer, nuestra especie encuentre algún camino (si existe) que la preserve de ese fatídico momento en el que todo, sin excepción, quedará paralizado por ese frío de muerte que finalmente será la “capa” que envolverá a un Universo moribundo y le servirá de mortaja.

      Si es posible que existan otros universos, si finalmente alcanzamos el conocimiento necesario para poder llegar hasta ellos, si pudiéramos viajar a un Universo más joven que le de cobijo a la Humanidad… ¡Aunque no se, con toda certeza si, en realidad, nos merecemos ser salvados!

      Empezamos a filosofar y, cuando ese momento llega, entramos en terrenos de la metafísica, cuestiones que no dominamos, agarrándonos a una retorica del podría ser que… No nos lleva a ninguna parte y ese suelo resbaladizo nos puede provocar el mayor de los tortazos. Así que hablemos de lo que creemos que sabemos que, aunque no se ajuste (siempre) a la realidad, al menos podría estar cerca.

      Responder
  8. 8
    Pedro
    el 13 de diciembre del 2020 a las 14:46

    Preludio de una catastrofe cosmica conceptual a cual mas disparatada:
    Si la muerte termica es el indicativo de que el universo se convierta en un congelador cosmico, ¿Que lo hace funcionar?.
     Una paralisis parosismica cosmica. 

     
        Bien, el frio u calor de las cosas no es una propiedad intrinseca de las mismas, sino un subyacente impetu energetico. 

    La unica ley fisica universal es metamoforsear, salvo la ley que rige las constantes algoritmicas analiticas fisico-quimicas”
    Aquello que llamamos umbral de las cosas , no es mas que un contoneo impetu energetico sutilizado. 

    Lo que distingue todo impetu energetico es si  lleva  o no navegador incorporado que lo conforme, es decir todo el andamiaje de leyes y contravenias en que se sustentan.

    Frente a lo inquebrantable de unas contantes universales, un advenimiento de leyes que lo conformen. 
     

       

    El ultimo reto del universo sera, hacer que todas sus constantes pierdan el norte, de tal manera que todas las leyes del universo se desmoronen, ¿Que quedara entonces? Un inquebrantable infranqueable silencio cosmico. 

     
    Que la energia ni se crea ni se destruye sino que hace surfin, no se sostiene salvo que lleve navegador incorporado. 
    Conclusion:
    “La ultima transicion de fase del universo hacer que las constantes universales se desmoronen, ¿Como? Perdiendo su norte”. 

    Responder
    • 8.1
      emilio silvera
      el 14 de diciembre del 2020 a las 7:40

      La Temperatura del Espacio viene dada por la expansión del Universo que aleja más y más a todas las galaxias y, la materia en grandes bloques, cada vez estará más dispersa, con lo cual, se produce esa baja temperatura que desaparece cuando los cuerpos se juntan. La metáfora de dos cuerpos juntos están confortablemente calientes, puede servir para el resto de la materia en el Universo.

      “Lejos de nuestro sistema solar y más allá de los límites de nuestra galaxia – en la vasta nada del espacio – la distancia entre las partículas de gas y polvo crece, limitando su capacidad de transferir calor. Las temperaturas en estas regiones vacías pueden caer en picado hasta unos -270 grados centígrados (2,7 kelvin). ¿Ya estás temblando?
       
      Pero, ¿por qué el vacío del espacio es tan frío? Bueno, lo cierto es que es algo complicado.
      La mayoría, si no todo el calor del universo, proviene de estrellas como nuestro sol. Dentro del sol, donde se produce la fusión nuclear, las temperaturas pueden llegar a los 15 millones de grados kelvin. En la superficie, sólo alcanzan hasta unos 5.800 kelvin.
      El calor que sale del sol y de otras estrellas viaja a través del espacio como ondas de energía infrarroja llamadas radiación solar. Estos rayos solares solo calientan las partículas en su camino, por lo que cualquier cosa que no esté directamente a la vista del sol se mantiene fría. Realmente fría.
      Pero nuestro universo es inimaginablemente vasto. Por tanto, surge la pregunta de qué sucede en el vacío del espacio.
      Ahí es donde las cosas se ponen difíciles. Dentro de las galaxias cercanas y lejanas, la malla de polvo y nubes que se teje entre las estrellas ha sido observada a temperaturas entre 10 y 20 kelvin (-263 y -253 centígrados). Las escasas bolsas de espacio que contienen poca radiación cósmica de fondo, energía sobrante de la formación del universo, se ciernen alrededor de 2,7 kelvin (-270 centígrados).
      Estas temperaturas se acercan peligrosamente a una medida difícil de alcanzar: el cero absoluto. En el cero absoluto no se transfiere movimiento ni calor entre las partículas, ni siquiera a nivel cuántico.

      En el vacío del espacio, las partículas de gas son pocas y están muy distantes entre sí -alrededor de un átomo cada 10 centímetros cúbicos, según Quartz- por lo que no son capaces de transferir fácilmente el calor entre sí a través de la conducción y la convección. El calor en el espacio solo puede ser transferido a través de la radiación, que regula la forma en que las partículas de luz, o fotones, son absorbidas o emitidas, según UniverseToday.
       
      Cuanto más lejos se viaja en el espacio interestelar, más frío hace. “No sé si alguna vez llegaremos al cero absoluto”, dice Sowell. “Siempre veremos algo de luz y habrá algo de movimiento”.
      De todas las maneras, amigo mío, tendremos que reconocer que todo… ¡Es tan complejo!
       

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