“ nosotros físicos convencidos, la distinción entre pasado, presente y futuro es sólo una ilusión, por persistente que ésta sea.”
Einstein, en realidad, estaba generalizando los sucesos reversibles de la Física newtoniana y relativista, y tomaba la reversibilidad como un universal al que, realmente, no estaban sujetos la mayoría de sucesos complejos de nuestro universo.
Una trayectoria ideal, el movimiento de un péndulo sin rozamiento y la mayoría de los sucesos de los que se ocupa la física clásica newtonian y posterior, incluso la relativística y cuántica, son reversibles.
En ellos tiene poco que ver una magnitud, extraordinariamente importante en los sucesos complejos y, sobretodo, los relacionados con la vida y nuestra experiencia cotidiana: la entropía.
Sobre el año 1850 Rudolf Clausius aplicó el concepto de entropìa, que había acuñado anteriormente, en la elaboración de la llamada segunda ley de la termodinámica, que afirma que “La cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo, hasta alcanzar un valor máximo”. En un sentido general, afirma que las diferencias entre sistemas en tienden a igualarse.
El Universo considerado como un sistema aislado tiende, pues, a aumentar su entropía, su desorden, a equilibrar las diferencias de temperatura, presión, etc.
Al final, cuando se alcance el equilibrio, la máxima entropía, se producirá la llamada muerte térmica: todas las formas de energía acabarán en forma de la energía más degradada, la energía térmica, y todo el Universo quedará a la misma temperatura.
En un sistema así, sin desequilibrios ya no se pueden utilizar estos para extraer energía y con ella realizar un .
Pero el hecho de que se tienda a un equilibrio general no significa que no haya sistemas que se encuentren lejos de ese equilibrio.
Y es, precisamente, en estos sistemas en los que ocurren cosas sorprendentes. Tan sorprendentes como la misma vida. Si llevamos a un sistema lejos del equilibrio, entra en estado inestable con relación a las perturbaciones.
El punto exacto en que esto sucede se llama punto de bifurcación.
En este punto, al volverse inestable la solución primitiva del sistema, se producen nuevas soluciones que pueden corresponder a un comportamiento muy distinto del aparentemente inerte y anodino de la materia.
Dos componentes de distintos color de una mezcla que, en condiciones cercanas al equilibrio, tenderán a formar una masa de coloración uniforme, lejos del equilibrio pueden llegar a producir coloraciones generales alternas en el sistema. Si uno de los colores de la mezcla era el azul y el otro el rojo, en un momento determinado todo el sistema será azul e inmediatamente después será rojo.
“Esto demuestra que las moléculas se comunican a grandes distancias y en tiempos macroscópicos, y además cuentan con medios para señalarse recíprocamente su estado”.
Ilya Prigogine, Premio Nobel de Química de 1977 por su teoría de las estructuras disipativas, a las que se refiere el párrafo anterior se habla de sistemas lejos del equilibrio, ha contribuido más que nadie a responder a la cuestión que plantean las palabras de Einstein sobre el tiempo.
La inmensa mayoría de los procesos reales que se producen están sujetos a una variación de su entropía, a un cambio en su orden o desorden, que determina una flecha del tiempo, una irreversibilidad que experimentamos en nuestra vida cotidiana con la sensación del paso del tiempo.
La verdadera ilusión son los sucesos reversibles y la no existencia del tiempo.
Ilya Prigogine (25 de enero de 1917 Moscú – 28 de mayo de 2003, Bruselas) fue un físico, químico, sistémico y profesor universitario belga de origen ruso, galardonado con el Premio Nobel de Química en el año 1977 por sus investigaciones que lo llevaron a crear el concepto, en 1967, de estructuras disipativas.
En la materia en estado de equilibrio todo es lineal y existe una sola posibilidad o solución, en cambio en el estado de no-equilibrio las ecuaciones no son lineales y hay muchas propiedades posibles. Se trata de ecuaciones de no linealidad. La materia es más flexible.
En el equilibrio es posible linealizar, todos los puntos que yacen sobre un mismo plano tienen las mismas propiedades, en cambio en el no-equilibrio hay una no linealidad de los comportamientos de la materia.
Siempre aparecen nuevos estados físicos de la materia, una riqueza de comportamientos y multiplicdad que no es posible hallar en el equilibrio porque debemos introducir el elemento de la historicidad, del tiempo.
Para la dinámica de sistemas, un sistema en equilibrio no puede tener una historia ya que lo único que puede hacer es persistir en su estado, en el cual las fluctuaciones son nulas.
No podemos comprender nuestro mundo si no tomamos en cuenta el no-equilibrio. Es fundamental entender las fluctaciones de todo sistema dinámico.
Para Prigogine es la función la que crea la estructura y los fenómenos irreversibles son el origen de la organización biológica, es decir, de la vida. Prigogine piensa en tres exigencias para la física -irreversibilidad, probabilidad y coherencia- para poder concebir un Universo evolutivo, para concebir las condiciones para la existencia de nuevas estructuras alejadas del equilibrio.
En lugares en ausencia de equilibrio nace una gran riqueza de variantes
Para Prigogine Tiempo y Eternidad son dos conceptos diferentes.
El tiempo no es la eternidad, ni es el eterno retorno. La estructura del espacio-tiempo está ligada a la irreversabilidad pero el tiempo no es solamente irreversibilidad, devenir y evolución.
Para Prigogine no podemos hablar de un nacimiento del tiempo pero sí de un nacimiento de nuestro tiempo así como de un nacimiento de nuestro Universo. Existen muchos tipos de tiempos: el tiempo astronómico, el tiempo de la dinámica, el tiempo químico interno, el tiempo biológico interno, que es la inscripción del código genético que prosigue a lo largo de miles de millones de años de la vida misma, el tiempo musical, etc.
Es una convención humana contar el tiempo a partir de un acontecimiento, como por ejemplo, el nacimiento de Cristo.
El nacimiento de nuestro tiempo no es el nacimiento del tiempo.
Ya en el vacío fluctuante preexistía el tiempo en estado potencial.
El tiempo potencial es un tiempo que está ya siempre ahí, en estado latente pero que requiere un fenómeno de fluctuación para actualizarse.
El tiempo no ha nacido con nuestro Universo: el tiempo precede a la existencia y podrá hacer que nazcan otros universos.
Los fenómenos irreversibles conducen a nuevas estructuras y, desde el momento en que aparecen estas nuevas estructuras, no hay vuelta atrás, no podemos pensar que los humanos somos los responsables de la aparición de la perspectiva del antes y del después.
El antes y el después nos preceden, no son invenciones humanas, aunque sí lo es la forma en que medimos el tiempo, con relojes que tienen un movimiento periódico.
En su teoría sobre el origen del Universo, la relación entre espacio-tiempo por un lado y materia por el otro, no es simétrica.
El espacio-tiempo se transforma en materia cuando la inestabilidad del vacío se corresponde con una explosión de entropía, lo cual es un fenómeno irreversible. La materia sería, por lo tanto, para Prigogine, una contaminación del espacio-tiempo. El tiempo precede al Universo.
En 1922, gracias a Einstein, se abandona el modelo de un Universo estático, por el modelo de un Universo en expansión. En 1965 se descubre que el Universo está formado fundamentalmente por fotones, ya que existen 109 fotones por cada barión.
El desorden se asocia a los fotones, mientras que el orden se asocia a los bariones.
O sea, que nuestro Universo tiene más desorden que orden.
Según Prigogine el Universo es el resultado de una transición de fase a gran escala, el paso de un estado a otro.
El Universo sería el resultado de una inestabilidad sucedida a una situación que le ha precedido.
Contrariamente a la idea clásica de que habría habido una entropía despreciable que aumenta hasta la muerte térmica, estado en el que la entropía sería terminal, Prigogine localiza una enorme producción de entropía en el origen del Universo.
Por eso, para Prigogine la muerte térmica está en los inicios del Universo. La entropía total de Universo procede del predominio de los fotones.
Prigogine hace comenzar el Universo de una inestabilidad, un cambio de fase: el Universo que conocemos sería el resultado de una transformación irreversible de otro estado físico, de un vacío fluctuante de anti-materia.
El vacío fluctuante podía disminuir su energía emitiendo agujeros negros, lo cual es un fenómeno irreversible. En un primer momento, por la inestabilidad de las partículas de la masa crítica original, se van constituyendo grupos de masa que son pequeños agujeros negros del orden de 10 -3 g.
En ese momento el Universo se expande de manera exponencial, pero esos agujeros negros se descomponen en tiempos de 10 -35 segundos.
O sea que la materia lleva consigo el signo de la flecha del tiempo.
En ese momento aparece el Universo que ya está formado por fotones y bariones porque el tiempo se transformó en materia después de esta explosión de entropía.
Verdaderamente, de esa maraña de conexiones sin fin que llevamos en el cerebro, pueden nacer ideas que nos lleven hasta los confines de la imaginación pero que, a veces, incluso pueden acertas con esa realidad que buscamos para saberdel “mundo” que nos acoge y, también, sobre nosotros mismos y, para ello, pensamos en todas las posibilidades que nos dan los conocimientos adquiridos en los modelos teóricos y en los experimentos que nos llevan a conocer, en más profundidad, esa realidad que perseguimos.
Algún día sabremos.
