La auto-organizacion de la materia, tambien conocida como sinergistica, forma parte de la aplicacion mas importante y menos trivial de la termodinamica y los procesos alejados del equilibrio. A primera vista, la existencia de la auto-organizacion pareciera desafiar a la segunda ley de la termodinamica, que estipula la tendencia general hacia el desorden (de la cual una de las facetas pudiera ser el caos) y hacia lo que se conoce como muerte termica del Universo.
La representacion fisica de la informacion en conexion con el demonio de Maxwell, requiere obviamente sistemas fisicos ordenados (organizados). Es asi como la existencia de entropia negativa se toma como un signo de orden en vez de informacion. A pesar de que el concepto de orden parece objetivo, no es en realidad tan facil de definir en terminos de la entropia fenomenologica y en este sentido es tan dificil de definir, como lo seria el mismo concepto de informacion o relevancia.
¿Como puede el orden de un organismo ser distinguido, conceptual y absolutamente a partir de las relaciones caoticas que surgen de las colisiones moleculares en un gas?
Una respuesta es, definir las correlaciones como ordenadas, probar si estas son capaces de producir efectos macroscopicos en el universo local. Segun este concepto, el decaimiento repentino del orden es lo que llamariamos muerte, concepto el cual dependeria desde su insercion, de una direccion en el tiempo relacionada a una causalidad intuitiva.
Si en cambio, tomaramos una medida fenomenologica de orden, la evolucion se podria definir como la emergencia de orden en si mismo. Este argumento ha sido usado para apuntar una contradiccion entre la existencia de vida humana y la Segunda Ley de la Termodinamica, tambien conocida como la discrepancia entre Clausius y Darwin. Si esta conjetura fuese cierta, entonces se podria interpretar al experimentador humano como la casua anti-termodinamica de las condiciones iniciales de baja entropia en los experimentos en su laboratorio.
Sin embargo, la ecuacion fenomenologica dS/dt>= 0 (la variacion de la entropia en el tiempo debe ser mayor o igual que cero), claramente permite la disminucion de la entropia a nivel local de acuerdo con la Segunda Ley. ¿Como? La entropia puede ser transferida al ambiente, y si este no se encuentra en equilibrio termodinamico, es decir, existen al menos 2 temperaturas, T1 y T2, entonces un decrecimiento local de la entropia puede ocurrir sin que exista una transferencia neta de calor.
Boltzmann sugirio que los procesos biologicos que observamos en La Tierra son facilitados por la diferencia de temperatura entre El Sol (6.000 K en su superficie) y el Universo (2,7 K, que es la temperatura de la radiacion cosmica de fondo). En la vecindad terrestre, la radiacion solar posee una energia mucho menor que la correspondiente a un cuerpo negro en el mismo espectro. Debido a ciertas consideraciones de orden tecnico que no tienen cabida en este recuento, resumiremos diciendo: es una idea plausible que los organismos vivientes en La Tierra, deban su existencia al proposito fenomenologico de optimizar la produccion de entropia, facilitada por el flujo del calor del Sol hacia el espacio frio y vacio.
Dado que la evolucion biologica continua, la optimizacion de la transferencia de entropia, es decir, la formacion de un estado de no-equilibrio estacionario, esta muy lejos de ser completada y probablemente nunca lo sera en el termino de la vida del planeta.
Nos quedamos con tres reflexiones en la mente:
- Las civilizaciones antiguas no estaban tan lejos de la verdad en su adoracion y culto al Sol, en el sentido que el Sol es el dador de vida.
- Si la existencia de vida humana (decrecimiento de la entropia a nivel local) sirve al proposito mayor de aumentar la entropia, y debido a que no se alcanzara el estado de no-equilibrio estacionario en el termino de la existencia del planeta; entonces estamos condenados a seguir evolucionando, no solo aqui en La Tierra, sino por todo el Universo. ¿Cuantos planetas en el Universo califican probabilisticamente para el mismo proceso? La respuesta daria un limite teorico a la existencia de vida en otras partes del Universo.
- Aun cuando el proceso del que hemos hablado pudiese ser confirmado en minucioso detalle, todavia quedaria la pregunta cosmologica de como ocurrio el poco probable no-equilibrio astronomico, consistente de grandes reservorios de calor con diferentes temperaturas; ¿se formaron estos a si mismos de acuerdo con La Segunda Ley de la Termodinamica?
KeyWords: “Auto-organizacion”; “Evolucion”; “Termodinamica”; “Cosmologia”
Tras los pasos de Elijah 
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Te confieso que fue dificil titular el post. La idea es que la vida biologica es fruto de un proceso fisico, y que el Universo desde su inicio contenia nuestra existencia. Lo que yo encuentro maravilloso es que somos productos del Universo y reflexionamos acerca de eso, es como si el Universo se mirara a si mismo.
Me equivoqué al escribir la primera vez. No había entendido bien algo del artículo. El tema es interesante, como de costumbre lo has explicado muy claramente. Algo perturbador, porque pareces estar afirmando que la aparición de vida es inevitable, en lugar de ser la consecuencia de una larga cadena de casualidades.
¿Dónde obtuviste el material original?
Ah, disculpa, no sabía que habías contestado al comentario antes de borrarlo. Sí, la idea de tu nota es realmente apabullante: La vida como consecuencia lógica del Big-Bang. Podríamos pensar que en los primeros nanosegundos luego de la Gran Explosión se establecieron los axiomas y que luego todo ha sido desarrollo. Poderosa idea; aunque otra vez se nos atraviesa el fantasma de Gödel para decirnos que nunca entenderemos el universo, dado que éste no podría entenderse a sí mismo.
Qué friqueo, todavía estoy un poco en shock, nunca había pensado sobre la aparición de la vida en esos términos.
Saludos.
(By the way: gracias por el enlace a mi blog, es un honor para mí)
Diste en el clavo,precisamente, ese es el meollo del asunto. Los seres humanos somos el resultado de una serie (como ya dije en otro post) de una serie de eventos con probabilidades muy pequen~as. Al mismo tiempo el producto de las leyes fisicas del Universo. Es decir solo una muy particular sucesion de eventos gobernados por las leyes fisicas, conduce a seres pensantes que reflexionan acerca del Universo–tambien conocido como principio entropico. Lo interesante es que debido a lo inmenso del Universo, las estadistica parece indicar que a pesar de las probabilidades muy pequen~as, la vida, los seres pensantes como nosotros deben ser abundantes, sin embargo en lo que llevamos en el planeta no hemos tenido contacto con formas de vida no terraqueas.
En cuanto a las fuentes: los escritos de Boltzmann, un buen libro de Mecanica Estadistica (Pathria es el mas moderno) muchas de mis notas sueltas ineditas y cafe, mucho cafe…En general, estos posts son notas mentales que he querido vertir en un formato mas bien ameno. Quizas de aqui emerjan ciertas ideas y direcciones de investigacion mas serias, no se, ahi se va viendo.
Saludos
Si, lo de la incapacidad de auto-referencia es un un buen punto, dejame pensar un poco en eso, se que tenemos limites en la descripcion del universo y por lo menos una acepcion no podra ser probada. Me quedo con mis pensamientos y luego escribo de eso, si me inspiro.
Saludos