entropía

Departamento de Ciencias
Química electiva
Las estrellas, fuente de orden y baja entropía
Necesitamos reemplazar la energía que perdemos continuamente, en forma de calor, para mantener
nuestra temperatura y el funcionamiento de nuestros órganos. Pero hay algo más que un simple aporte
de energía externa, el calor es la forma más desordenada de energía (la energía con mayor entropía), y,
necesitamos cambiar la energía del calor que perdemos, con alta entropía, por la energía con baja
entropía procedente de nuestros alimentos y del oxígeno que respiramos. La organización de nuestro
cuerpo, y no sólo la energía, procede de ese imprescindible intercambio. Estamos luchando
continuamente contra la segunda ley de la termodinámica, pues la entropía, el desorden, no se
conserva, está aumentando todo el tiempo. Y para mantenernos vivos necesitamos reducir la entropía
que
hay
en
nosotros.
El suministro de baja entropía procedente de nuestros alimentos tiene su fuente en la fotosíntesis que
realizan las plantas verdes. Toman el dióxido de carbono atmosférico, separan el oxígeno del carbono, y
utilizan el carbono para formar su propia sustancia. Las plantas verdes son capaces de conseguir reducir
la entropía utilizando la luz del Sol. Esta luz trae energía a la Tierra en una forma de baja entropía: en los
fotones de la luz visible. Pero ni la tierra ni los seres vivos, que no realizan la fotosíntesis, son incapaces
de retener esta energía y la re irradian en una forma de alta entropía llamada calor radiante.
Contrariamente a la impresión común, la Tierra no gana, prácticamente energía del Sol. La toma en
forma de baja entropía y la devuelve en forma de alta entropía. Nosotros a través de las plantas
tomamos la baja entropía y la transformamos en las estructuras organizadas que somos nosotros
mismos. Todo esto es posible porque el Sol es un punto caliente en el cielo. Existe un estado de
temperatura desigual: una pequeña región, ocupada por el Sol, está a una temperatura mucho más alta
que el resto. Este desequilibrio nos proporciona la poderosa fuente de baja entropía que necesitamos.
La Tierra obtiene energía de este punto caliente en forma de baja entropía, por medio de pocos fotones
de frecuencia elevada y muy energéticos, de luz visible, y la vuelve a radiar a las regiones frías en forma
de alta entropía, por medio de muchos fotones infrarrojos de baja energía.
Pero si seguimos persiguiendo la fuente última de baja entropía nos encontramos las reacciones
termonucleares: la fusión de núcleos de hidrógeno en núcleos de helio para dar energía. Estas
reacciones han impedido que el Sol implosionara, por la gravedad, y se volviera más pequeño y
demasiado caliente, deteniendo su contracción. Por otra parte, la gravedad lo mantiene todo y
proporciona las temperaturas y presiones necesarias. Realmente, sin la gravedad todo lo que
tendríamos sería un gas frío y difuso, en lugar del Sol. La notable pequeñez de la entropía que
necesitamos proviene de que se pueden ganar grandes cantidades de entropía mediante la contracción
gravitatoria de gas difuso para formar estrellas. Estamos viviendo de esta reserva de baja entropía y
seguiremos haciéndolo durante mucho tiempo, pero la fuente última, en realidad, la encontramos más
atrás, en el propio estado de baja entropía en que comenzó nuestro Universo.
A diferencia de lo que pasaría si nuestro Universo implosionara en un Big Crunch (Gran Colapso o Gran
Implosión), que sería un estado de impresionante desorden y gran entropía, esa misma concentración
de energía cuando se produjo el Big Bang presentaba un absoluto orden, un estado de muy baja
entropía. En cierta forma, todo nuestro orden actual y futuro, la organización que presentan nuestros
organismos vivos se debe al estado inicial de muy baja entropía.