La Entropía confirma la creación

La Entropía confirma la creación
Por Ricardo Betancur.

La termodinámica es la parte de la física que trata de la acción mecánica del calor. Dos concepto: calor y acción mecánica, dan lugar al nombre, termodinámica.
Podemos decir que el desarrollo de la termodinámica ha determinado el desarrollo tecnológico de la civilización. El hombre a través de los siglos ha ido aprendiendo a conocer y utilizar las fuerzas de la naturaleza. Las leyes de la termodinámica son muy generales y se aplican a amplísimos y variados campos, que van desde la dieta adecuada para aumentar o bajar de peso hasta la teoría de la evolución del universo.
En la termodinámica se manejan dos conceptos básicos: energía y entropía. La energía determina el primer principio, la entropía el segundo.

Primer principio de la termodinámica.
Leibniz (1646-1716) al interesarse por las "fuerzas vivas" (energía) que causan el movimiento, o sea la vis-viva y vis-morta, que actualmente se llaman energía actual y potencial, descubrió que eran convertibles entre sí, y que la suma de las dos era constante.
Con su intuición se adelantó varios siglos a lo que luego se llamara el "primer principio de la termodinámica", formulado por Sadi Camot en 1824. El principio se expresa así: "La energía del universo permanece constante. El calor no es otra cosa que la potencia motriz que ha cambiado de forma. Donde hay destrucción de potencia motriz hay al mismo tiempo producción de calor en cantidad precisamente proporcional a la cantidad de potencia motriz destruida. Recíprocamente, donde hay destrucción de calor hay producción de potencia motriz". En otros términos, el calor genera potencia motriz, acción mecánica o movimiento, y éste, a su vez, genera calor. Ambos son constantes en el universo.
La naturaleza constituye una inmensa fuente de energía donde se realizan procesos y trabajos sin la intervención del hombre, es decir, procesos espontáneos. La espontaneidad tienen un sentido, una dirección. Si se quema carbono en nuestra atmósfera terrestre oxigenada se formará dióxido de carbono, perdiendo el sistema gran cantidad de calorías que ganará el entorno. Esto sucede cuando se quema un bosque. El proceso inverso, que el dióxido de carbono vuelva a formar el bosque no es natural, no es espontáneo en las condiciones terrestres.

Segundo principio de la termodinámica.
El primer principio sólo nos habla de la conservación y transformación de energía, sin precisarnos el sentido de la transformación. Vimos que no es espontáneo que el bosque se reconstruya a partir de sus componentes.
Este concepto de irreversibilidad no viola el concepto expresado en el primer principio, sino que introduce la idea de jerarquía de las distintas energías.
La energía mecánica es superior a la calórica, pues podemos transformarla toda en calor, pero el calor producido no podemos transformarlo todo en energía mecánica. Esto nos indica que transformar energía mecánica en calórica es un proceso irreversible basado en la jerarquía de energías. En 1850, Joule, queriendo precisar las equivalencias de las energías, construyó un aparato consistente en una batea aislada que poseía un eje con paletas que se podían mover por un sistema de poleas al caer un peso de determinada altura. Conociendo el peso, la distancia recorrida, la temperatura inicial del agua, su volumen y la temperatura final, se obtuvo la equivalencia entre el trabajo mecánico efectuado y el calor desarrollado, y la equivalencia dio que por cada 427 kilográmetros se obtiene una kilocaloría (o sea 1.000 calorías). Pero invirtiendo el proceso, con una kilocaloría no podemos realizar el trabajo de 427 kilográmetros. El proceso es irreversible. Esa irreversibilidad nos indica que hay una porción de energía calórica que no podemos utilizar, que se nos escapa en la transformación. A esa energía no utilizable, Clasius le dio el nombre de entropía.
Clasius definió el segundo principio de la siguiente manera: "El calor no puede pasar por sí mismo de un cuerpo de temperatura más baja a otro de temperatura más alta". Para precisar aun más el concepto de entropía podemos decir que mientras la energía sirve para efectuar trabajos y transformaciones, la entropía no. ¿La entropía es energía? Es una energía no aprovechable, no utilizable, una energía que no sirve, una energía degradada. ¿Y una energía que no sirve es energía? En esta ambigüedad, algunos dicen que es "la sombra de la energía" pues siempre la acompaña. A pesar de su ambigüedad, todos sabemos que si no vamos a la mesa a tiempo la comida se nos enfría, y que por sí sola nunca podrá calentarse. Por eso este proceso es irreversible.
Del principio de la irreversibilidad de los fenómenos de la naturaleza y de esta llamada degradación de la energía, se deriva un problema de gran trascendencia para la cosmología. Si todas las experiencias nos inclinan a admitir la entropía, la ley es general. Es decir, si en todo el universo sucede que la energía de un modo u otro se manifiesta en forma de calor, y este proceso es irreversible, resultaría probada, por la ciencia natural, la siguiente tesis: "El mundo universo, a menos que intervenga una causa extrínseca al mismo (como sería poner la comida en el fuego nuevamente) naturalmente, ha de tener fin, en cuanto todo en él se ha de reducir por el natural curso de las cosas a un estado de muerte y de inacción".
En efecto; el principio admitido es que la entropía o cantidad de energía no utilizable va siempre en aumento (no utilizable para producir una acción). Por otra parte, para la ciencia actual está probado que según el primer principio de la termodinámica, la suma total de energía existente en el universo es constante. Luego, llegará un momento en que nada quedará de ella disponible, como energía utilizable; lo que equivale a decir que no habrá acción posible.
De esta consecuencia, la de la relación entre el primer y segundo principio de la termodinámica y de la ley de aumento de la entropía, se deduce otra más trascendental para la metafísica, y es la siguiente: "No sólo no es necesario que el mundo sea eterno, sino que la sola razón prueba que empezó en el tiempo". Si ha de llegar el mundo algún día en el tiempo al estado de esta inacción o muerte de la que hicimos mención, en el caso que hubiese existido desde toda la eternidad ya habría llegado este momento, que ahora se calcula, de necesaria extinción para la vida del mundo. Por lo tanto, el hecho evidente de que no ha llegado es testimonio de que el mundo no es eterno. Sería esto una comprobación del hecho revelado de que el universo fue creado finito, contingente, y por lo tanto no eterno. Con un comienzo y con un fin.

Epílogo.
La energía del universo es un "quántum" constante, o sea nunca podrá encontrarse pérdida o aumento de la misma. Vimos que la energía mecánica es superior a la calórica, pues mientras podemos transformarla toda en calor, no podemos transformar todo el calor en energía mecánica. A este resto de energía inutilizable, que hace irreversible todo proceso de la naturaleza, se llama entropía.
El universo -como todo sistema termodinámico- va aumentando su entropía. La energía inutilizable es cada vez mayor, lo que lleva al enfriamiento del universo, al equilibrio total, a la muerte del movimiento. Repito, la energía del universo es constante (primer principio), lo que aumenta es la energía degradada incapaz de producir acción mecánica (entropía, segundo principio).
Las consecuencias están no solamente en el orden metafísico, sino también teológico. La ciencia nos habla de un universo finito, temporal, contingente. Desde la antigüedad la Escritura nos dice: "En el principio creó Dios los cielos y la tierra" (Génesis 1: 1). "Los cielos cuentan la gloria de Dios, y el firmamento anuncia la obra de sus manos" (Salmos 19: 1).
Sir Arthur Eddington, eximio astrónomo, que fue profesor de Filosofía Natural en la Universidad de Glasgow, Escocia, dice en su libro titulado Filosofía de la ciencia: "Al final de nuestra jornada, nos encontramos con que, después de tanta alaraca, hemos dado un paso de lo sublime a lo ridículo, pues en vez de bregar por subir a un picacho aislado, hemos llegado a un campamento de creyentes que nos dicen: 'Ven, esto es lo que hemos estado afirmando durante muchos años'. Es presumible que acogerán con señales de bienvenida a los viajeros, rendidos por la fatiga, que al final han hallado un lugar de reposo en la fe verdadera".