"Las palabras también tienen historia. Y, a veces, entender una palabra es el primer paso para entender el universo."
Todo tiende al desorden. Si has leído algún libro de
divulgación, visto un documental o escuchado una conversación con cierto aire
científico, es muy probable que hayas oído esa frase. Quizá incluso la hayas
utilizado tú mismo alguna vez. Es breve, suena convincente y parece resumir a
la perfección una de las leyes más importantes de la naturaleza.
El problema es que, como ocurre con muchas frases demasiado
buenas para ser verdad, es solo una pequeña parte de la historia.
Porque la entropía no es exactamente el desorden.
Ni el universo "quiere" desordenarse.
Ni la física tiene ninguna obsesión por convertir tu
escritorio en un caos o por hacer desaparecer el segundo calcetín de cada
pareja en la lavadora. Aunque, admitámoslo, a veces lo parezca.
La entropía es uno de esos conceptos que escaparon hace tiempo de los laboratorios para instalarse en el lenguaje cotidiano. Comparte destino con palabras como cuántico, relatividad o agujero negro. Todos (yo el primero) creemos tener una idea muy clara de lo que significan... hasta que intentamos explicarlas.
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| Como mola hablar de cosas chulas de manera... "creativa". |
Sin embargo, detrás de ese término extraño se esconde una de
las ideas más profundas que ha concebido la física. Una idea capaz de explicar
por qué un café caliente acaba enfriándose, por qué nunca vemos recomponerse a
un huevo roto, por qué el tiempo parece avanzar siempre en una única dirección
y cuál podría ser, dentro de un tiempo inconcebiblemente largo, el destino
final del universo.
No está mal para una palabra que casi todo el mundo utiliza…
y casi nadie sabe definir.
Cuando un físico decide bautizar una idea
Curiosamente, la palabra entropía ni siquiera existía
hasta mediados del siglo XIX.
Fue creada por el físico alemán Rudolf Clausius, uno de los padres de la termodinámica, probablemente el que más hizo por convertirla en una teoría coherente. Y, como casi nunca ha ocurrido en la historia de la Física, donde llamamos 'color' a algo que no tiene color, 'encanto' a una propiedad de los quarks, ‘spin’ a algo que no gira y 'materia oscura' a algo que ni sabemos qué es, Clausius sí que dedicó bastante tiempo a elegir un nombre que no fuera casual.
Así nació Entropie, en alemán.
Pero no fue un capricho lingüístico. La palabra procede del
griego τροπή (tropé), que significa cambio, transformación
o giro. Es la misma raíz que encontramos en palabras como trópico
o troposfera, todas ellas relacionadas, de un modo u otro, con cambios o
movimientos.
A esa raíz Clausius añadió el prefijo ἐν (en), de forma
deliberada, para que la nueva palabra recordara fonéticamente a energía.
No porque ambas significaran lo mismo, sino porque intuía
que ambas describían dos caras inseparables de una misma moneda.
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| Elegir un buen nombre es algo que NO siempre se hace en Ciencia. |
La energía nos dice cuánta capacidad tiene un sistema para producir cambios.
La entropía terminaría diciéndonos hasta qué punto esos
cambios siguen siendo posibles.
Y esa diferencia, aparentemente sutil, acabaría cambiando
para siempre nuestra forma de entender el universo.
Un juego con reglas desquiciantes
La historia de la entropía está íntimamente ligada, por tanto, a esta disciplina de la Física a la que, espero que nos perdonen, tenemos un especial
cariño: la Termodinámica.
Si ese nombre te hace pensar en ecuaciones imposibles y procesos
estáticos, cuasi-estáticos y reversibles, equilibrios de fase… tranquilo. Vamos
a dejar todo eso aparcado… durante un rato.
En realidad, la termodinámica estudia algo
extraordinariamente cotidiano: qué ocurre con la energía cuando las cosas
cambian.
¿Por qué un café caliente termina enfriándose? ¿Por qué un
hielo se derrite? ¿Por qué un motor nunca convierte toda la gasolina en
movimiento?
Durante el siglo XIX, varios físicos fueron descubriendo que
existían reglas sorprendentemente simples que parecían cumplirse siempre, sin
excepción.
Con el tiempo esas reglas se bautizaron como los
principios de la termodinámica.
Y alguien, probablemente el físico ruso Lev Landau,
aunque la autoría exacta sigue siendo discutida, encontró una manera
maravillosa de resumirlos:
Primer principio: No puedes ganar.
Segundo principio: Tampoco puedes empatar.
Tercer principio: Ni siquiera puedes abandonar la
partida.
El primer principio nos recuerda que la energía no aparece
de la nada ni desaparece por arte de magia. Todo lo que obtenemos tiene que
salir de algún sitio.
El segundo añade una noticia bastante menos agradable:
aunque la energía se conserve, nunca podremos aprovecharla toda. Siempre habrá
una parte que dejará de estar disponible para hacer trabajo útil.
Y el tercero pone el broche final: alcanzar el estado
perfecto, ese en el que ya no habría nada que mejorar, es sencillamente
imposible.
No parece un juego especialmente optimista.
Y, sin embargo… esas tres sencillas ideas describen el
comportamiento de absolutamente todo lo que ocurre a nuestro alrededor.
La Importancia del Segundo Principio
Por cierto que existe otra frase muy conocida entre los físicos. Nadie sabe con certeza quién la pronunció primero, pero resume bastante bien el respeto casi reverencial que inspira el Segundo Principio de la Termodinámica.
Si tus datos demuestran que se puede superar la velocidad de
la luz, lo sentimos Einstein, igual estás equivocado.
Si tus datos demuestran que la trayectoria de un electrón
está determinada, lo sentimos mucho Bohr y compañía, tal vez hayáis metido la
pata.
Pero si tus datos contradicen el Segundo Principio de la
Termodinámica, revísalos, porque la has cagado, seguro.
Conclusión
Y bueno, ya parece resonar el murmullo de la legión de
lectores del blog: “Muy bien... pero seguimos sin saber qué demonios es la
entropía!"
Lo intentaremos en el próximo capítulo. Prometo que, a partir de ahí, todo empezará a tener sentido. O eso espero.
P. D.: Sí, las ilustraciones han sido creadas con ayuda de ChatGPT. La culpa de los chistes malos, en cambio, es exclusivamente mía.
