Fogata

Fe Termodinámica

El verano del hemisferio austral debe ser uno de los más exclusivos del mundo, pues como al sur del ecuador vive algo así como el 10% de la población mundial, mientras la mayor parte de la tierra habitada sufre el rigor del invierno, en el sur la población se entrega a disfrutar de las plácidas vacaciones veraniegas. En medio de la actividad turística en playas y campamentos, bajo los cálidos rayos solares, a veces el aumento de las temperaturas se vuelve inmanejable y el calor nos juega malas pasadas, como cuando el verano se ve ensombrecido por esas tristes imágenes de incendios que consumen hermosas y valiosas tierras agrícolas y forestales. Por otro lado, los medios de comunicación renuevan los ya clásicos reportajes de temporada, que en estos días se vuelcan a recordarnos los cuidados que debemos tomar frente a la exposición solar y los efectos dañinos que el calor puede imprimir en nuestra piel. El calor siempre ha sido un fenómeno complicado de manejar para los seres humanos; alguna vez su control fue sinónimo de poder y estatus, en otras muchas ocasiones un elemento de temor y de reverencia. Para la mente humana el calor fue un asunto huidizo, difícil de comprender incluso hasta tiempos recientes, pues no fue sino hasta hace menos de doscientos años que comenzamos a comprender mejor cuál es la naturaleza del calor y cómo afecta nuestras vidas.

Sabido es que la revolución científica de los siglos XVI y XVII recorrió el camino matemático – astronómico para dar forma a la ciencia moderna, dejando intacto el desconocimiento ancestral que teníamos respecto al fuego y al calor. No se disponía entonces del conocimiento suficiente para poder enfrentar el tratamiento del calor, el cual por otro lado se veía aún asociado a las prácticas seudo esotéricas de la alquimia incluso hasta el siglo XVIII. Se puede decir que los balbuceantes comienzos de la química, que diluyeron las bases mágicas de lo alquímico, prepararon el camino para tratar de entender mejor el tema del calor. Surgieron así teorías novedosas, como la del flogisto, que por un buen tiempo llenaron el vacío epistemológico respecto al calor. El paso siguiente fue el nacimiento de la revolución industrial, con la debutante aparición de las máquinas a vapor y la generación de un fenómeno también nuevo: la obtención de trabajo mecánico a partir del calor. El asunto adquirió así un cariz de mayor urgencia, pues ahora el manejo del calor se convirtió en un asunto económico – entiéndase político – de la mayor relevancia: al amparo de las máquinas a vapor Inglaterra se consolidaba como la potencia ascendente del escenario europeo. La moraleja era clara, pues quien controlara el calor de uso industrial tendría las llaves del desarrollo económico y el liderazgo político y militar.

Los primeros pasos formales en desentrañar los secretos del calor los dieron los franceses cuando aún se respiraba el aire triunfal del imperio napoleónico. En 1811 el matemático Jean Joseph Fourier (1768-1830) gana el premio de la Academia por el tratamiento teórico de la propagación del calor en los sólidos y publica después Teoría analítica del calor (1822). Más tarde el hijo de un ministro de Napoleón, Sadi Carnot (1796-1832) definirá los principios básicos de la nueva ciencia: la termodinámica. El camino abierto por Carnot y Fourier pronto iba a ser seguido por otros científicos deseosos de desentrañar los elusivos misterios del calor. Nombres como los del también francés Clapeyron, los británicos Kelvin y Joule, los alemanes Mayer y Clausius; físicos y matemáticos que aplicaron gran parte de sus vidas a dar forma a una ciencia fascinante como la termodinámica.

A medida que los científicos del calor daban forma a un nuevo saber, las leyes de esta disciplina llegaban lentamente a conocimiento del gran público. Para entonces, en pleno siglo XIX, las relaciones entre religión y ciencia no parecían estar pasando por su mejor momento. Entre una geología que postulaba una tierra muy antigua por un lado y la evolución darviniana por otro, se transitaba rápidamente desde los intentos de concordia hacia quienes clamaban por un conflicto absoluto entre ambas. ¿Cómo afectaría la termodinámica este frágil y explosivo modus vivendi? ¿Las leyes del calor supondrían otro dolor de cabeza para teólogos y creyentes? ¿O acaso confirmarían verdades enseñadas en las escrituras? ¿Era la termodinámica una oportunidad o una amenaza para la religión cristiana?

Una de las aportaciones más características y novedosas de la termodinámica fue la así llamada segunda ley de la termodinámica, y su concepto de entropía. Rudolf Clausius (1822-1888), el físico alemán que definió el concepto de entropía, tipificó los fenómenos naturales o irreversibles como de entropía positiva, mientras que a los fenómenos anti naturales o reversibles les asignó entropía negativa. Es claro que los fenómenos naturales comprenden la disipación del calor, cuando el calor fluye desde una fuente caliente hacia un medio más frío; en cambio, un fenómeno anti natural es el que propicia el hombre cuando construye refrigeradores, haciendo fluir el calor desde una fuente fría hacia un medio más caliente. Según esta convención, los fenómenos naturales generan entropía positiva, es decir, aumentos de entropía en la naturaleza, en tanto que los fenómenos anti naturales (antrópicos, causados por el hombre) agregan entropía negativa, le restan entropía al universo. El resultado neto de estos efectos, según calculó Clausius, es un aumento constante de entropía en el universo (es importante destacar que la energía total del universo siempre se mantiene constante, no cambia, pero lo que sí experimenta una variación es la entropía, algo así como la “degradación” de la energía). Así que de acuerdo a la teoría termodinámica clásica, el universo “existe” en tanto haya diferencias de calor, mientras la energía se disipe en calor o haya trasferencias netas de calor desde zonas más cálidas hacia zonas más frías. Cuando todos los procesos irreversibles, naturales, se hayan completado, cuando no haya más trabajo mecánico que realizar, cuando todas las máquinas dejen de funcionar (estrellas, soles, cuerpos calientes) entonces sobrevendrá la paz térmica en todo el universo. Será la “muerte térmica” del universo. Por muerte entendemos aquí el “fin de la historia del universo”. Claro que este no es un fin de la historia al estilo político de Fukuyama, sino uno materialmente mucho más real, pues en el equilibrio térmico absoluto ya no hay ningún fenómeno natural que pueda operar. Enunciado de manera muy simple, esta ley afirma que en un sistema cerrado cualquiera, la entropía jamás disminuye, sólo puede crecer o mantenerse constante. De aquí la frase “la entropía del universo tiende a un máximo”.

Cuando esta formulación del lenguaje termodinámico llegó al alcance del hombre de la calle, se entendió como la tendencia natural de todas las cosas en la naturaleza hacia el desorden; de hecho la idea de entropía como sinónimo de desorden se ha popularizado ampliamente. Esta idea intuitiva de desorden en la naturaleza fue decodificada por muchos creyentes como una suerte de tabla de salvación conceptual contra la marea de la evolución biológica. El razonamiento fue más o menos así: la teoría de la evolución sostiene que la vida ha progresado desde las formas más simples o elementales hacia estadios más desarrollados; pero la segunda ley de la termodinámica afirma todo lo contrario, en la naturaleza prevalece la tendencia inversa, desde lo más complejo a lo menos complejo. Ergo, la evolución contradice las leyes termodinámicas. No hace falta ser un pensador muy avezado para comprender que incluso en la escala de nuestra experiencia cotidiana las cosas no son así de lineales. Cada embarazo es una micro historia de cómo día a día vemos la maravillosa complejidad de la vida, que a lo largo de nueve meses pasa desde una célula diminuta en la concepción hasta un saludable bebé al momento del nacimiento. Que las cosas en el universo tiendan al desorden no quiere decir que no se pueda observar complejidad biológica “puntual”, por decirlo así, en el corto plazo, en distintas etapas de la vida de un organismo o de una especie. Lo que la teoría dice es que en el largo plazo – así nos lo recuerda la entropía – la muerte al final triunfará sobre la vida.

Para mentes un poco más sutiles, la termodinámica parecía aportar otra fuente de esperanzas para los creyentes. Esta veta de expectación tiene que ver con el futuro termodinámico que aguarda al universo. Si la segunda ley es efectiva, entonces el universo se encamina inexorablemente hacia una “muerte térmica”, finalmente todos los motores dejarán de funcionar y en el muy largo plazo, en algún día muy lejano del porvenir, todo el cosmos habrá llegado a un equilibrio térmico tal, que ya no habrá vida, será el triunfo final de la muerte a una escala macroscópica. Esta visión de un futuro final del universo, parece a muchos creyentes lo más cercano a un espaldarazo para la escatología bíblica, la idea de que precisamente en el futuro el mundo tal como lo conocemos dejará de existir.

Pero una vez más hay que recordar ese viejo axioma que dice: colgar la suerte de una religión de una teoría científica es pavimentar el camino a su destrucción. Considerar a las leyes de la termodinámica un recurso a favor de la fe cristiana es una idea muy peregrina. Es cierto que la imagen que nos deja la comprensión termodinámica del cosmos parece apuntar hacia la muerte universal de todo lo existente: una idea con reminiscencias del fin del mundo del que habla la Biblia. Pero el fin que nos pinta la regularidad termodinámica es el mero resultado de los fenómenos mecánicos del calor, en tanto que la escatología bíblica tiene que ver con cuestiones morales, no con gradientes térmicos. Además, la futura “muerte térmica” del universo es sólo una posibilidad según el estado actual de nuestra comprensión de estas leyes. Bien pudiera ser que el resultado fuera otro muy diferente. De hecho esa es precisamente la idea del premio Nobel de Química 1977, el ruso nacionalizado belga Ilya Prigogine (1917-2003), quien defendió de manera muy original la idea inversa, que la “muerte térmica” está en el pasado, no en el futuro del universo. La imagen que parecía tan clara vuelve a enredarse un poco, o en palabras de Prigogine, “Pienso que hemos llegado a una encrucijada. ¿Nos encontramos antes un universo mecánico o ante un universo termodinámico?”

El cuestionamiento de Prigogine nos debiera recordar que las teorías científicas son básicamente la expresión de nuestro conocimiento de la naturaleza de acuerdo a un marco conceptual y experimental dado, y en un momento específico de la historia. Nuestras teorías son válidas dentro de ese contexto específico y las previsiones que podemos derivar de ellas siempre estarán expuestas a una mejor explicación cuando depuremos las teorías actuales con nuevas y mejores teorías. Bajo estas reglas del juego, la imagen del mundo que nos da la termodinámica es espectacular, ha brindado al hombre moderno una visión de la naturaleza que supera con creces lo imaginado en la antigüedad. Hoy sabemos que el universo ha sido moldeado tanto por la acción de la gravedad como por la del calor, dos factores claves de cualquier cosmología moderna. Si en el siglo XVIII la gravedad newtoniana despertó la curiosidad teológica, no puede extrañarnos que la termodinámica actual genere asimismo preguntas “escatológicas”; pero en uno y otro caso cabe recordar que amarrar la suerte del discurso teológico a una teoría específica no es gratuito, puede tener costos muy altos. Resulta atractivo y sugerente que la teoría termodinámica sea bien recibida por muchos creyentes y teólogos, pero no se puede cometer el mismo error que cometieron los escolásticos medievales que se enamoraron de Aristóteles. Aunque como el estagirita enseñaba que el universo era eterno, nunca pudo llegar a la sofisticación termodinámica sobre la muerte del universo, o como escribió alguien: “la muerte está tan segura de su victoria, que nos regala una vida de ventaja”.

Este artículo se publicó originalmente en Teologías y Ciencias en enero de 2011.

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