Vida y entropía

Sabemos que la entropía siempre tiende a crecer ¿entonces cómo se explica que se hayan formado estructuras cada vez más complejas desde átomos, moléculas materia compuesta e incluso seres vivos? 

Es una idea totalmente aceptada que -si dejamos que las cosas sigan su curso- la tendencia natural es al máximo desorden. Pero la vida es algo que va en contra de una de las leyes más sólidas y aceptadas de la naturaleza. 

No se imaginaban los científicos victorianos que investigando el rendimiento en las máquinas de vapor, terminarían descubriendo los principios más fundamentales del mundo físico. La termodinámica es -creo yo- la rama más sólida entre todo el conocimiento científico que conocemos, y todo partió estudiando como hacer motores más eficientes.

El Primer Principio de la Termodinámica es de la conservación de la energía en un sistema cerrado: si  sacamos energia para un  trabajo en algún lado, tendremos que ponerla en otro, o como en el dicho popular "la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma". Es algo que prácticamente nadie pone en duda.

El Segundo Principio es igual de importante y aceptado, tiene distintas formas pero esta es una más o menos fácil de entender: "Todo el trabajo puede convertirse en calor, pero no todo el calor puede convertirse en trabajo, es decir que la entropía crece después de cada proceso"

Si  quieren entender exactamente lo que es la entropía con una explicación clara y no tan difícil, existe el maravilloso video Relación entre Entropía y Espaciotiempo del físico Javier García, es clarísimo, pero si les da flojera yo se los puedo resumir en un corto párrafo.

Podemos entender la entropía como una medición del grado de incertidumbre o desorden de los componentes de un sistema, o más bien la dificultad de predecir. Cuando existe un cierto orden y lo entendemos, podemos predecir como será todo viendo solo una pequeña parte. La entropía es un valor entre 0 (totalmente predecible, siempre) y 1 (con probabilidad de 0.5, o sea totalmente impredecible)

Hablando entre amigos y sin fijarnos mucho en la precisión, podemos aceptar las definiciones anteriores como verdaderas, ahora volvamos a la pregunta inicial.

La entropía siempre crece, es consecuencia del Segundo Principio. Como los procesos de transferencia de energía no son reversibles y es imposible convertir una cantidad de calor al 100% en trabajo, eso significa que cada transformación que hacemos vamos perdiendo algo, por eso son imposibles las máquinas de movimiento perpetuo, por eso existe el roce, las cosas se desgastan y etc. etc.

Esta tendencia a ordenarse en un universo que inevitablemente va al desorden es un asunto contradictorio, que a mi me ha intrigado desde chico. 

Solo pensemos en la expansión del los cuerpos celestes que se alejarán cada vez más hasta llegar a la muerte térmica en un estado de máxima entropía. O en la "flecha del tiempo" en que los sucesos siempre ocurren desde el orden al desorden y nunca lo contrario: si arrojamos los naipes al aire seguramente no caerán en un mazo perfectamente ordenados, etc.etc.

Pero también existe una tendencia al orden en el sentido contrario. Se sabe que a los inicios del universo habían solo una sopa de partículas sueltas, pero de pronto se formó el átomo de hidrógeno, el deuterio y etc. etc. hasta llegar a átomos cada vez más complejos como el oro o el uranio, con cientos de órbitas y partículas.

Luego los átomos se empezaron a coordinar para formar compuestos químicos, como gases y minerales por ejemplo, la tendencia al orden queda clarita si vemos un cristal ¿qué puede haber más ordenado que un cristal de hielo o un diamante?

El siguiente paso fue el entrelazamiento de los átomos de carbono en largas cadenas que formaron los aminoácidos, el material genético y los virus que son formas de proto vida, con las dos caracteristicas vitales que son fundamentales: reproducción y muerte.

La palabra "organismo" con que se describe a los seres vivos viene de organización, orden, la vida es orden complejo. Pero ya sabemos que la tendencia inevitable es hacia la máxima entropía y aquí viene un detalle muy importante: la vida es siempre inestable, por naturaleza. Lo que mejor distingue a un ser vivo es que siempre muere, decae, no puede existir la vida eterna por la misma razón que no existe el movimiento perpetuo: el Segundo Principio de la termodinámica.

La famosa y universalmente respetada Ley de Hierro de Bradanovic, enuncia que solo hay dos cosas inevitables en este mundo: los cuernos y la muerte. Dicha Ley está sólidamente anclada en la termodinámica: si queremos retrasar la muerte o los cuernos tendremos que inyectar energía, pero eso solo retrasará ambos sucesos, que son por definición y experiencia imposibles de evitar.

Todo esto tiene muchas consecuencias importantes, que deberíamos manejar todos y sin embargo no las enseñan en ninguna escuela ni universidad. Por ejemplo que la evolución no ha funcionado solamente entre los seres vivos, la materia inerte también evoluciona, que el estado natural de todo organismo vivo es la muerte, que la vida es compleja, inestable y solo ocurre en un permanente desequilibrio, para mantenerla hay que estarla alimentando de manera constante con energía, tal como los cavernícolas necesitaban tener prendido el fuego día y noche, porque cuando se les apagaba, chao nomás.

Bueno, podría seguir dando la lata por mucho tiempo más pero mejor quiero invitarlos a ver el video de solo 12 minutos ¿Qué es la vida? del físico Javier Rodriguez que explica todas estas payasadas que he escrito de mucho mejor manera que yo.

Antes de terminar les dejo un pequeño spoiler del video para que se entusiasmen a verlo. La atmósfera terrestre tiene una composición enormemente desequilibrada, compuesta principalmente de nitrógeno y oxigeno, dos elementos hiper reactivos que -sin embargo- no reaccionan y se mantienen puros. Ese desequilibrio es consecuencia de la vida y la única posibilidad que exista vida en otro planeta es que tenga una atmósfera con muy baja entropía.

Otra cosa que menciona es la hipótesis Gaia, que dice que la tierra actúa como un organismo y genera automáticamente las condiciones para favorecer la vida manteniendo los desequilibrios. Esto es anatema para cualquiera de esos ambientalistas ignorantes que tiene sueños húmedos con un supuesto "equilibrio ecológico". No entienden nada, equilibrio es muerte, la vida solo es posible con desequilibrios