ENTROPIA

En el post la flecha del tiempo se dedujo que el tiempo no fluye por si mismo ya que el tiempo podía fluir en las dos direcciones para personas diferentes (podían diseñarse), se puede estar de acuerdo o no con el resultado, la argumentación no obstante esta ahí.

Sobre el mundo físico se aplica un concepto que muestra ser exitoso denominado entropía. El concepto de entropía puede aplicarse tanto a ondas como a partículas y nos ofrece una definición científica del desorden. Intuitivamente decimos que un sistema esta ordenado, cuando sus elementos se encuentran acumulados en diferentes compartimentos, en cambio suponemos que esta desordenado cuando los elementos se encuentran dispersos.

El calor fluye espontáneamente de un cuerpo caliente a uno frió, en un principio la energía se encuentra acumulada en unas partículas y al final la energía se encuentra dispersa entre todas las partículas. En el proceso el desorden aumenta, y medido en magnitudes físicas se dice que la entropía ha aumentado. Uno de los finales planteadles para el universo consiste en que la energía se encontraría dispersa en todo el volumen, de modo que no existiría energía útil. Curiosamente el calor nunca fluye de un cuerpo frió a uno caliente espontáneamente, ello supondría un aumento del orden. Existe una ley para recoger este hecho y es que la entropía de un sistema aislado nunca disminuye. O mejor dicho, según avanza el tiempo la entropía de un sistema aislado no disminuye . Y es una ley, eso si, es una ley peculiar pues aunque pueda violarse en ocasiones no deja de perder su estatus de ley.

Orden y desorden

Podríamos pensar que dado que la entropía o el desorden siempre aumenta en la flecha del tiempo que nosotros percibimos, el tiempo tiene una fluencia natural desde los estados más ordenados a los estados desordenados. Podríamos decir que el hecho de que el pasado sea mas ordenado que el futuro nos indica una asimetría entre pasado y futuro, y por tanto un privilegio para que el tiempo pueda decidir en que sentido fluir. Pero esta no es más que una ilusión como tratare de argumentar.

EL ESTADO ALTAMENTE ORDENADO

En la entrada anterior se definió estado como el lapso de tiempo existente entre dos interacciones consecutivas entre cualquier partícula de un sistema. Supongamos un estado altamente ordenado, en términos físicos podríamos pensar en que electrones, protones y neutrones se encuentren metidas en diferentes cajas apiladas y donde el calor se encuentra acumulado en unas partículas mientras que otras están frías.

En otros términos podríamos visualizar un almacén bien ordenado de figuritas de porcelana y en medio de la misma una gran caja abierta llena de ligero polvo. El estado correspondiente a esta visualización debe de estar encadenado a otros dos estados que lo limitan. Dado que el número de estados un poco más desordenados es muchísimo mayor que el número de estados un poco más ordenados, deberíamos de aceptar que existe una gran probabilidad de que los dos estados contiguos de la cadena resulten más desordenados que el estado central.

Podríamos seguir construyendo la cadena y observaríamos que tanto hacia el pasado como hacia el futuro el estado en el cual se encuentra el pabellón es cada vez mas desordenado. Es decir, dado que la evolución de la entropía se comportaría del mismo modo en las dos posibles flechas del tiempo, el concepto de aumento de entropía no nos sirve para establecer un flujo natural del tiempo.

Entropia "S" en cada estado de un bucle

CUESTA ABAJO

Cabe plantearse una nueva pregunta, ¿Si a un estado altamente ordenado le corresponden estadísticamente estados menos ordenados en sus extremos, como es entonces posible que dado un momento ordenado (cualquier instante en la actualidad es lo suficientemente ordenado) le preceda un estado mas ordenado?

En una cadena infinita el estado mas ordenado se encuentra sobre la recta

Esto es debido a que el estado (instante) considerado no es el mas ordenado de todo el conjunto de estados. Es del todo esperado, que el estado más ordenado sea el que disfrute del privilegio de tener a uno y otro lado estados menos ordenados. Lo que sucede es que nuestro universo cumple un requisito que es muy improbable y es que contiene un estado de gran orden, superior al estado actual, y es el que origina "cuesta abajo" el resto de estados más o menos ordenados. El que exista un estado más ordenado que el actual, es realmente extraordinario.

Concluyendo, la entropía solo es capaz de mostrar una asimetría en las flechas del tiempo cuando se contemplan pocos estados. Cuando se contempla un número significativo de estados la entropía deja de mostrar una asimetría en las flechas del tiempo.