Incertidumbre. La entropía. III

Rudolf Clausius y otro propusieron la segunda ley, antes de que la naturaleza del calor, se comprendiera por completo. Creyeron que la ley era rígida y exacta, como se supone que deben ser las leyes de la física. El calor siempre fluye de lo caliente a lo frío. La entropía sólo puede aumentar.

La confirmación de que el calor, no es más que el movimiento de los átomos, pareció esclarecer, al fin, la segunda ley. Si un grupo de átomos en movimiento y, por lo tanto, calientes, se mezcla con un grupo de átomos de movimiento lento y, por lo tanto, fríos, no resulta difícil de entender que el rebote aleatorio de los átomos, tenderá a ralentizar a los rápidos y animar a los lentos, hasta que todos, por término medio, se muevan a una misma velocidad. Entonces, la temperatura sería la misma en todas partes y, la entropía se habría maximizado debidamente.

En 1877, el irascible y temperamental físico austriaco Ludwig Boltzmann, demostró un complejo teorema matemático, afirmando exactamente eso. Encontró el modo de definir la entropía, como una medida estadística del movimiento de un grupo de átomos y, demostró que las colisiones entre átomos, empujarían a la entropía hacia su valor máximo. La idea de que la entropía está relacionada con el orden y desorden, proviene de Boltzmann. Si en un contenedor de gas, todos los átomos rápidos, se sitúan en un extremo, mientras que todos los lentos permanecen en el otro, el resultado sería un estado con un grado inusual de disposición y orden. Tendría una entropía baja. Si todos los átomos se mezclan, chocan y comparten su energía, del modo más equitativo posible, alcanzarán un estado de máxima entropía. Entonces, los átomos están en máximo desorden, en el sentido de que están dispuestos lo más arbitralmente posible. La ignorancia de lo que están a punto de hacer los átomos, se extiende de manera uniforme.

Pero en el teorema de Boltzmann había algo que no era correcto. El aumento de la entropía representa la direccionalidad (un proceso que siempre va en una dirección, nunca en la otra). Sin embargo, las leyes de Newton, que gobiernan el movimiento de los átomos, son absolutamente imparciales con relación al tiempo. Si se realiza un conjunto de movimientos atómicos, al revés en el tiempo, continuarán obedeciendo las leyes de Newton. La mecánica no contiene ninguna distinción intrínseca entre pasado y futuro, mientras que, en el teorema de Boltzmann, que deriva de forma algo compleja de la mecánica, esa distinción aparece misteriosamente.

Pues eso.

(Continuará.)