Neguentropía:
Dr.
Xavier A. López y de la Peña.
Materia.
Se entiende por “materia” a todo
aquello que ocupa un espacio o como lo define la Real Academia de la Lengua, es
una “realidad espacial y perceptible por los sentidos de la que están hechas
las cosas que nos rodean y que, con la energía, constituye el mundo físico”. La materia es el componente principal
de los cuerpos, susceptible de toda clase de formas y de sufrir cambios, caracterizado
por un conjunto de propiedades físicas o químicas.
A partir de la conocida teoría de la
“Gran Explosión” o “Big Bang” (Que se estima ocurrió hace 13,800 millones de
años) se originó nuestro universo.
380 mil años después de esta la explosión nacieron los dos elementos materiales más importantes para la formación de las estrellas, cúmulos de galaxia, galaxias: el hidrógeno y el helio. Miles de millones de años después, por agregación de esos núcleos ligeros en el interior de las estrellas (nuestro Sol se originó hace solo cinco mil millones de años) se generarían otros materiales. Estos materiales se originan en las estrellas a través de reacciones en cadena que da inicio con la fusión del hidrógeno y, que después por diversos procesos de fusión termonuclear, se producen variados elementos cada vez más pesados. Además, se conoce que los objetos que hay en el cosmos, se alejan entre sí paulatinamente, en lo que se llama la “expansión del universo”, cuya medida se logra utilizando la llamada Constante de Hubble. Por ejemplo, nuestra luna se distancia de la tierra a unos 4 cm por año, esto es, hoy está 18 veces más lejos que cuando se formó, hace 4.500 millones de años.
Energía.
De manera sencilla la energía es la capacidad de un sistema para realizar un trabajo. Esta definición se nutre del resultado “trabajo” como constructo dado por la física mecanicista. Dicha capacidad de la materia depende de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). La energía se mide en julios en el Sistema Internacional y, según la forma o el sistema en que se manifiesta, se le conoce como: térmica, mecánica, eléctrica, química, electromagnética, nuclear, lumínica y otras. La energía ocurre, invariablemente, por interacciones o intercambios de fuerzas fundamentales de la naturaleza, ya sea gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte o nuclear débil.
Tiempo.
Es la dimensión física que representa la sucesión de estados por los que puede pasar la materia, permitiéndole al observador ordenar la secuencia de los mismos, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y cuya unidad en el Sistema Internacional es el segundo. El segundo es la duración de 9,192,631,770 períodos que vienen directamente asociados a la radiación del átomo cesio 133.
Espacio.
Es la extensión que contiene toda la materia existente y que suele caracterizarse como homogéneo, continuo, tridimensional e ilimitado. En la actualidad, el intervalo de espacio estándar o medida de longitud (en el Sistema Internacional) es el llamado metro patrón o simplemente metro; definido como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de exactamente 1 / 299.792.458 de segundo. Esta definición, junto con la definición actual de segundo, se basa en la teoría de la relatividad especial en la cual la velocidad de la luz desempeña el rol de una constante fundamental de la naturaleza.
Bueno, éstas cuatro palabras y las leyes físicas que las rigen integran el Universo cuya extensión se ha calculado, hasta ahora, en por lo menos 93 000 millones de años luz.
Ahora bien, termodinámicamente
hablando, el universo es el conjunto constituido por un sistema y sus
alrededores. Además, se considera que el universo es un sistema aislado
ya que no hay nada fuera de él. Un sistema aislado: es aquél que no intercambia
ni materia ni energía con los alrededores. Y todo en el universo tiende al caos
o desorden, a ganar lo que se llama entropía, que es la tendencia que
tienen todos los sistemas a alcanzar su estado más probable. Siendo este estado
más probable el caos referido que significa la desorganización, la eliminación
de las diferencias que lo hacen identificable y, en oposición a ello, se le
llama neguentropía a la medida de organización frente a dicha entropía
desordenadora.
Esto quiere decir que, aún en el creciente
caos o entropía, en la tendencia al desorden en el universo, hay un
lugar para la creación de materia con la capacidad de acumular neguentropía
(entropía negativa) que le da impulso en el sistema hacia un tipo de orden más
complejo: la vida, a partir de la molécula de carbono considerada la
materia biogénica. Esta capacidad de la materia de acumular neguentropía le
convierte en un sistema abierto, esto es, aquél que intercambia energía
y materia con los alrededores.
Pero, ¿Cómo se formó el carbono? La
alta presión en el interior de una estrella unió dos protones, y en ocasiones,
un protón capturará un electrón y formará un neutrón. Cuando dos protones se
unen a dos de estos neutrones dan origen a un núcleo del helio, cuando dos
núcleos de helio se fusionan forman el núcleo del berilio. La fusión de berilio
con helio produce un núcleo de carbono, la fusión de carbono y un núcleo de
helio conduce a un núcleo de oxígeno, y así sucesivamente.
Prácticamente la totalidad del
carbono del que deriva la vida en la Tierra podría haber venido de una colisión
que tuvo lugar en esta, hace alrededor de 4.400 millones de años, bajo la
teoría del choque con un supuesto proto planeta embrionario llamado Theia,
del tamaño similar al de Marte.
El carbono, combinado con el
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, conforma la base estructural de todas las
moléculas orgánicas. Esto quiere decir que todo organismo vivo sobre la faz de
la Tierra está hecho a base de carbono.
Además, en el ambiente se encuentra
en sales inorgánicas como carbonatos, gases y compuestos volátiles, y
combustibles como petróleo o metano. También, el carbono puede agruparse solo
entre átomos de carbono, originando el grafito o el diamante. Por lo anterior,
el carbono constituye una parte primordial para la existencia de la vida y los
elementos inorgánicos que hay en la Tierra.
Los seres vivos son los únicos
sistemas capaces de acumular neguentropía, de ir cuesta arriba del caos
al orden, de lo simple a lo complejo, de lo disperso a lo estructurado, de lo
desintegrado a lo integrado, del desequilibrio al equilibrio, de la
improbabilidad a la probabilidad. La neguentropía actúa antagónicamente
con la entropía evitando el caos. Es así, la fuerza opuesta al segundo
principio de la termodinámica que dice que: La cantidad de entropía del
universo tiende a incrementarse con el tiempo.
La compleja estructura material del carbono en los sistemas vivos o neguentrópicos, como sistemas abiertos, les hace capaces de no utilizar toda la energía que importan del medio en el proceso de transformación; esto quiere decir, que acumulan cierta energía (neguentropía) que utilizan para auto mantenerse o sobrevivir al caos.
Podemos preguntarnos entonces ¿Qué somos los seres vivos?, bueno, podremos decir que…
Somos complejas moléculas de carbono reciclado proveniente
de las estrellas
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