La muerte del universo (página 2)

     Es curiosa la historia del principio de
Carnot. Enunciado por éste en 1824, en su obra "la
potencia
motriz del fuego", que pasó inadvertida, su gran
descubrimiento ha sido ignorado en Francia,
durante casi tres cuartos de siglo. Gracias a los trabajos de
lord Kervin y el alemán Causares, el principio de Carnot
salió del olvido en que yacía, ha sido colocado
entre los más grandes descubrimientos, y se empezó
a valorar su alcance.

    Carnot demostró cómo en toda
máquina abandonada a sí misma, hay algo que
varía siempre y necesariamente en el mismo sentido; algo
irreversible que se llama "entropía". Mis lectores me perdonen de no
expresar aquí este concepto
prodigiosamente abstracto. Se puede eludir la dificultad y
resumir así el descubrimiento de Carnot: en un sistema aislado,
es decir, que no reciba ni ceda energía, no se hacen, en
total, indiferentemente en los dos sentidos. Se debe a que, si
bien el movimiento
puede ser transformado completamente en calor,
éste no puede jamás ser enteramente transformado en
trabajo; queda
siempre una parte que se disipa en el interior de los
cuerpos.

    El rendimiento de toda máquina
técnica es necesariamente inferior a la unidad.

     Por ejemplo: si a un proyectil en
movimiento se le recibe en una cuba de
agua, cede
íntegramente, bajo forma de calor, la energía
mecánica que recibiera. En cambio,
sólo se puede sacar de una fuente de calor una cantidad
bastante débil de trabajo mecánico; así las
máquinas pueden dar en trabajo
mecánico apenas un 15% de la energía
calorífica consumida. El resto no desaparece, pero se
utiliza; pasa al condensador y a la atmósfera con el
vapor y el humo de la máquina. Hay según la
expresión de Bernardo Bumbes, energía malgastada,
de modo que nos vemos obligados a distinguir entre la
energía libre de un sistema, la energía utilizable.
El genio de
Carnot está en haber descubierto que el rendimiento
débil de las máquinas
térmicas no se debe a su imperfección
técnica; que se le podía disminuir, pero nunca
anular, siendo condición propia de su funcionamiento. El
primer principio de la termodinámica enuncia que la energía
total de un sistema cualquiera, es constante; el segundo
principio indica que la fuerza
utilizada disminuye; no hay en esto contradicción
alguna.    

    En consecuencia, puesto que todo el
movimiento puede transformarse en calor y tan sólo una
fracción de éste en movimiento. Un sistema material
cualquiera abandonado a sí mismo y el Universo
entero, si se le asimila, como es lógico a una
máquina térmica, deben tender hacia un estado final,
en el cual todo movimiento visible y también  toda
diferencia de temperatura
habrán desaparecido, reemplazados por un calor uniforme y
una absoluta inmovilidad.

     Sin movimiento, sin diferencia de
temperatura no hay vida ni irradiación, pues que los fenómenos
resultan de lo heterogéneo, del desequilibrio, y la vida
nace de la diferenciación. Un pantano o un lago son seres,
mecánicamente hablando, inexistente aun cuando contengan
centenares de toneladas de agua; por el contrario, el arroyuelo
más insignificante, a causa de la diferencia de nivel que
lo hace correr, es un ser viviente, útil. Si caliento
todas las partes de una máquina a centenares de grados, no
marchará; lo que la hace andar, es una diferencia de
temperatura entre sus distintos órganos.

    En conclusión, la antítesis que se
alza frente a la doctrina establecida sobre la base única
del primer principio de la termodinámica: si el principio
de Carnot es aplicable a todo el Universo, tiende
éste, forzosamente, hacia una especie de "Muerte
Térmica" (Warmetod de Clausures), que la
equilibrará, para siempre, en una sombría y
cadavérica inmovilidad.

     Antes de proseguir y examinar las
objeciones diversas que han suscitados estas conclusiones de la
termodinámica cósmica, se me permitirá
observar, a riesgo de sufrir
cientos entusiasmos tendenciosos, que la creencia de la eternidad
del Universo, ha sido invocada, según las circunstancias,
en apoyo de las teorías
filosóficas más opuestas. Hoy son los filósofos materialistas, los
discípulos del deonismo de Heackel, quienes creen en un
recomenzar perpetuo de las cosas, en un mundo incesantemente
renovado, que repara por sí mismo las faltas que se
descubren; la idea de que el mundo pueda morir, importa la idea
de su creación, y esto lo juzgan inadmisible. En el siglo
XVIII, en cambio, se afirmaba, siguiendo a Descartes,
sólo la mortalidad de la materia y del
movimiento contenido en el Universo, puede acordase con la idea
de la estabilidad del Creador. De esta manera, idénticos
argumentos han servido para ambos contrincantes. No son
preocupantes estas querellas pueriles. Resulta un poco
ridículo para la humanidad ver servir de proyectil, que se
devuelven unos a otros con grandes golpes de raqueta, cada
conquista de
la ciencia. Es
de ella, a guisa de sable de M. Prudhomme, sable protector o
amenazante, según el capricho de cada uno.

     Entre los astrofísicos que
encuentran dificultades en admitir la muerte del
Universo, tal como deriva los principios de
Carnot, el sabio Anteriores es, sin duda, quien ha admitido las
objeciones más originales. Enrique Poincaré las
calificado de geniales; en todo caso merecen un estudio
amplio.

     Conocemos la tendencia natural del
calor, a pesar, "por sí mismo", de un cuerpo caliente o
cuerpos más fríos, sea por conductibilidad, sea por
radiación.
En cambio, "jamás" pasa naturalmente, lo que hace se
establezca finalmente, un equilibrio de
temperatura entre cuerpos de temperatura desigual, colocados en
el mismo recito. En lo que expresa el principio de Carnot.

    En el universo estelar, el sol y las
estrellas (que son soles todos ellos) seden poco a poco,
irradiándolo en el espacio, su calor, el cual tiende a
calentar las lejanas y frías nebulosas: de modo que
finalmente, parece que la nivelación de temperaturas
(conexa a la cantidad de materia), debe establecer en el Universo
la "Muerte Térmica", anunciada en Clausures. El
señor Anteriores es de opinión contraria.

     El gran físico inglés
Maxwell, ha imaginado un caso, donde, gracias a un artificio
conocido hoy en ciencia bajo
el nombre de "deuconios de Maxwell", acaecen fenómenos
contrarios al principio de Carnot. Se sabe por la teoría
de los gases (una de
las conquistas más firmes de la física moderna), que
una masa gaseosa, está constituida por moléculas
que circulan en  todo sentido, a grandes velocidades,
desiguales, a causa de choques, y que oscilan de una para el otro
con velocidades medias: se le puede comparar con un enjambre,
cuyas abejas fueran moléculas. Cuando se calienta el
gas, la
velocidad de
sus moléculas aumenta. Si en un recipiente hay un gas con
temperatura homogénea y separado en dos por medio de un
tabique, con pequeños orificios, cuyo diámetro no
les permita ser atravesados sino, por una molécula a la
vez; cada abertura, estará unida por una pequeña
válvula, detrás de la cual se esconde un ser
infinitamente pequeño e inteligente, llamado por Maxwell
demonio, por Poncaré aduanero. Las masas gaseosas en ambas
mitades del recipiente son removidas y mezcladas de continuo por
las moléculas, que pasan de una parte a la otra, por los
opérculos. Cada vez uno de los aduaneros vea a una
molécula encaminarse a gran velocidad de la mitad
izquierda a la mitad derecha, le abrirá el orificio,
dejándole pasar; por el contrario le cerrará a la
molécula que vaya en la misma dirección a pequeña velocidad,
permitirá a las moléculas que a pequeña
velocidad se dirijan de derecha a izquierda, impidiéndole
a las que vayan a gran velocidad.

     Resultará, pues, que 
todas las moléculas animadas de gran velocidad, se
reunirán en uno de los compartimientos, las de
pequeña velocidad en el otro, es decir, que pasan calor (y
en esto consiste la velocidad de las moléculas) de un
compartimiento que se calienta sin cesar al otro que se
enfría.

    Pasará calor de un cuerpo
frío a un cuerpo más caliente; se habrá
separado la masa gaseosa primitivamente isotérmica en
facciones con temperatura diferentes. Se habrá equivocado
el principio de Camodi.

    Aun cuando el señor Anhenius no
pretende que esta historia maravillosa de los pequeños
aduaneros demoníacos se realice en la naturaleza, da
razón para pensar que análogo.

     En bien de la claridad, se
permitirá hacer una ligera digresión a
propósito de los gases que constituyen la atmósfera
de los planetas. Se
sabe que cuando se tira con una arma de fuego, un proyectil,
horizontal o verticalmente, tarda tanto más tiempo en caer
cuanto mayor fue su velocidad inicial; más aún,
existe una velocidad, mediante el cual el proyectil sería
lanzado tan lejos en el espacio, que escaparía
completamente a la atracción de la pesantez de la tierra, y no
volvería a caer sobre ella. Tal sucede con las
moléculas que se hayan en las capas externas de las
atmósferas astrales; y se puede calcular que, en cuanto
una de estas moléculas se mueve con cierta velocidad
máxima – de 11 kilómetros por segundo para el globo
terrestre – se escapa para siempre de la esfera de
atracción del astro y continúa su trayectoria hacia
el infinito. La atmósfera pierde, pues, continuamente
aquellas moléculas animadas de una velocidad suficiente. Y
como la distribución de la velocidad molecular
obedece a la ley de los
grandes números, hay siempre moléculas a gran
velocidad; por tanto, las atmósferas astrales se
engrandecen sin cesar. El empobrecimiento será mayor para
los astros menos pesados, porque la gravitación de un
astro mayor retiene más que la de otro pequeño, las
moléculas atmosféricas. Así se explica
porque la luna, cuya masa es débil, ha perdido por
completo su atmósfera primitiva, que la tierra ha
perdido su hidrógeno, gas liviano, y el hetinus
(mientras éstos mismos abundan entorno a la enorme masa
solar) y ha conservado el oxígeno, gases más pesados.

    Este fenómeno desempeña,
según Alienses, papel importante en las nebulosas, cuya
gravedad sobre  todo en las partes extensas, es muy
débil, debido a la densidad baja de
los gases que la componen (hidrógeno, helinus,
netrilinus). Las regiones externas de las nebulosas
perderán, por tanto, sus moléculas gaseosas, y se
enfriarán sus gases excéntricos. Por
idéntica razón el calor enviado por los soles a las
nebulosas "no las calienta" (la temperatura de un gas es tanto
más alta cuanto mayor velocidad media), en efecto, la
irradiación comunica la velocidad a sus moléculas;
pero éstas se alejan de las nebulosas para siempre, y
acaban por ser absorbidas por un astro, cuya irradiación
mantienen.

    En su curso penúltimo, dictado en la
Soborna, M. Poincaré ha analizado físicamente estas
ideas de Anhenius. Les puso algunas dificultades, sin embargo,
aunque convencido de la validez general del principio de Carnot,
parece haber sido impresionado por ellas; y sus conclusiones son,
si bien dejan entrever en cuál sentido se
iniciaría, prudentes y dubitativas: "De esta
discusión no puede extraerse discusión alguna
definitiva; parece que, gracias a este proceso, la
muerte técnica del universo será enormemente
retardada: pero es de permitir que sólo retardada".

    Bajo la faz distinta ha considerado el
problema recientemente, el eminente astrónomo
alemán, señor Reelige, director del observatorio de
Munich.

     Por el ejemplo del fenómeno
invocado por Anhenius (sin detenernos en los dominios de Maxwell
que son tan sólo una imagen audaz),
han sido descubiertos: imaginados fenómenos en abierta
contradicción con el principio de Carnot, pues que el
calor puede pasar de un cuerpo frío a un cuerpo caliente,
sin trabajo compensador. Si hay infracciones a este principio,
¿por qué han de estar limitadas en el tiempo y en
el espacio, y no han de poder tener,
en uno y otro, manifestaciones importantes? Tales objeciones han
parecido tan poderosas que determinaron se dé una forma
nueva al principio de Carnot y a que ya no se le considere sino
como un teorema del cálculo de
posibilidades. La expresión actual del principio dice: los
fenómenos que se producen habitualmente en la naturaleza,
se verifican en sentido tal que importa una pérdida de
energía útil.

    Este concepto estadístico, deja
subsistir, forzosamente, la posibilidad de progresos naturales
que no satisfacen el principio de Carnot. La cuestión de
saber si este principio es una ley inviolable, que resulta
definitivamente, por la negativa, si se le considera como un
teorema del cálculo de posibilidades.

    Por otra parte, la conclusiones del
cálculo de posibilidades son aplicables solamente a
fenómenos que deben considerase como fortuitos, es decir,
que se producen sin regla alguna, ni orden aparente.
¿Pero, si el principio de Carnot posee un tan grande
valor en
muchas partes de la física, quien osará sostener
que los movimientos observados en el conjunto del Universo sean
desordenados y que la evolución de éste se oriente hacia
la producción de una irregularidad cada vez
mayor? Se podría también, y aun mejor, sostener lo
contrario; y entonces la validez del principio de Carnot se
debilitará más y más, con el tiempo.
    

     Aun hay más – y esta observación se aplica a las conclusiones
cósmicas opuestas que se querían deducir tanto del
primero como del segundo principio de la termodinámica:
estos principios tan solo son rigurosamente válidos y
demostrable para sistemas
limitados. Antes de penetrar en el Universo, sería
menester estar seguros de que
éste no es infinito. Y bien, todo concurre a probar que lo
contrario es lo cierto. ¿Cómo se podría
hablar entonces, de la energía y de la entropía de
un sistema infinito? Estas objeciones carecen ya de sentido: la
extrapolación al infinito de los pequeños
resultados de los laboratorios, no solamente no se justifica,
sino que cesa de tener el menor sentido. ¿Pueden
comprenderse estas palabras: "la energía total" o "la
energía utilizable del Universo", si éste es
infinito?

     Sin embargo, semejantes dificultades
no han arredrado a los espíritus sistemáticos del
uno y del otro bando. Hubieran debido haber titubeado, tanto a
los que proclaman con aplauso, la permanencia del mundo, el
retorno eterno de las cosas, como a los que aseguran la muerte
próxima y necesaria del cosmos. Hay, en todo caso, un
hecho curioso, contrario más bien, a estos últimos.
Si, como piensan, el Universo, de acuerdo con el principio de
Carnot marcha constantemente en el mismo sentido; es decir, si
las temperaturas tienden a igualarse y el movimiento a
desaparecer, se puede preguntar porqué la muerte
térmica del Universo, no se ha establecido ya en los
tiempos infinitos que lleva el mundo de existencia.

     Se responderá que éste
no ha existido siempre, lo cual, es inconcebible con el primer
principio de termodinámica, a menos que la energía
existente haya aparecido bruscamente en el momento mismo de la
creación. Con esto se percibe que el problema está
ligado a las premisas más delicadas de la teogonía.
Se puede expresar todo este raciocinio bajo otra forma: si el
Universo marcha en el sentido indicado por el principio de
Carnot, es abocarse a este dilema extraño: o bien, en
épocas muy lejanas, han imperado en el mundo diferentes
temperaturas y de velocidades extraordinariamente grandes (y el
Universo debió ser campo de fenómenos de una
intensidad y de una violencia
tales, que no se pueden concebir) o bien el mundo no ha estado
sometido siempre a las leyes que le
rigen actualmente. Es necesaria mucha inteligencia
para no querer resolver estas dificultades.

     Así se comprende el por
qué uno de los defensores más eminentes del
principio de Carnot y de su validez universal, lord Kelvin,
creyó deber autorizar bajo forma en extremo prudente y
modesta, las conclusiones de sus profundos estudios sobre el
asunto. Las conclusiones a que pueden subscribirse todos los
espíritus positivos, pueden resumirse así: hay
actualmente en el mundo sensible, la tendencia general a una
disipación de la energía mecánica; y puede considerarse esta
tendencia como constante en el tiempo; a menos que no tenga lugar
o hayan de tenerlo, fenómenos que son imposibles bajo el
imperio de las leyes a los cuales están sometidos los
fenómenos conocidos, que"prolongar la agonía del
enfermo"

     El descubrimiento de la radio
actividad ha probado, sobre todo, si algo más prueba, que
gracias a cantidades inmensas de energía, antes
insospechadas, almacenadas en los átomos, el universo
posee una facultad de trabajo, una vitalidad enorme, de la cual
era imposible darse cuenta anteriormente. Como decía
recientemente el físico alemán, señor Nemst,
el Universo tendrá sin duda, y a pesar de la
radioactividad, un crepúsculo de dioses.

     No obstante, se puede columbrar,
según el mismo Nemst y otros sabios eminentes, una tabla
de salvación, admitiendo de un proceso antagonista de la
radiación radioeléctrica. En efecto; todo tiende a
probar que los átomos químicos, que son los
gránulos elementales del Universo, no son, quizá,
otra cosa que modalidades particulares de la sustancia, por
nosotros, llamada éter luminoso, sustancia
hipotética, cuya existencia es, sin embargo, la más
grande de las certezas humanas, ya que en este medio comparable a
un gas sutil al extremo, se realicen a veces, como en los propios
gases, según la teoría cinética, hasta los
más probables ordenamientos; así se
constituirían de cuando en cuando, y quizá dentro
de las especiales condiciones temperatura y presión
que existen en el centro de los astros, átomos
radioactivos.

    En realidad, como lo observa Nemts, hasta
que este acontecimiento se produzca rara vez, dada la
actuación extremadamente larga de casi todos los elementos
químicos y de escasez extrema
de la materia en el mundo, que según recientes estudios
astronómicos, representan el volumen de una
cabeza de alfiler contenida en una esfera de éter de 200
kilómetros de diámetro.

     Si las cosas fueran así, el
período atómico sobre la cual habla en algún
lado Renan, y en el cual se habrían constituido las
moléculas "que bien podrían ser, como todas las
cosas, fruto del tiempo, resultado de un fenómeno
prolongadísimo, aglutinación prolongada durante
millones de siglos, el período atómico sería
actual".

     No afirmemos nada y esperemos.

     Existe en todo caso otra
cuestión más emocionante, ligada a las discusiones
antes expuestas: la de la contingencia, en el tiempo y el
espacio, de las leyes del universo; que se tratarán
algún día.

     Por ahora, como remate de este breve
estudio, nos limitamos a hacer esta comprobación
melancólica: que no sabemos más que hace un siglo
respecto a la perpetuidad del Universo. Y sin embargo, se ha
hecho un progreso, al extraer de las ciencias
razones para ser modestos, preservarnos de todo dogmatismo; hemos
oído
exhortaciones nuevas a la sabiduría y al temor necesario
de extrapolaciones demasiado vastas.
     

    El interés
casi apasionado con que muchos sabios se dedican en este momento
al estudio de cuanto se refiere al porvenir del mundo, es muy
significativo. En la vida de las sociedades
como en las de los individuos, hay horas de malestar moral en las
cuales la desesperación y el cansancio extienden sobre los
espíritus sus alas de plomo. Los hombres entonces se ponen
a soñar con la nada. El fin de toda cosa de ser
"indeseable"; y pensando en él se experimenta algo
así como un apaciguamiento. La controversia reciente de
los sabios sobre la muerte del Universo será quizá
el reflejo de algunas de estas horas grises.

     Charles Normand. "La Prensa", 28 de
diciembre de 19l3.

Autor:

Pedro Sandrea