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Hilo: La entropia

  1. #1
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    Predeterminado La entropia

    Buenas tardes.

    Estaba pensando que un planeta y también una estrella, son sistemas de agrupación de materia altamente ordenados. Y que contienen energía. O al menos, son bastante más ordenados y con más energía que en la situación de material disperso (nebulosas) en las que se encontraban antes de pasar a ser un planeta o una estrella. También creo que un sistema solar cualquiera así como una galaxia, son sistemas de orden.

    Así que cada uno de los planetas, estrellas o agrupaciones de ellos han reducido la entropía existente antes de su formación.

    Todos ellos han sido formados por la acción de la fuerza gravitatoria. De manera que pudiera decirse que la gravedad es una fuerza que actúa en contra del aumento de entropía.

    Como es extraño, pensé que podía considerarse como un efecto local y que se producía durante un periodo de tiempo determinado.

    Pero existen cientos de miles de millones de galaxias (no digamos estrellas y planetas) repartidos por todo el universo. Así que lo de “local” sólo puede ser cierto si se considera como local algo que tiene un carácter bastante general.

    Y ésas estrellas y planetas aparecieron cuando el universo tenía unos 400 millones de años. Y sigue habiendo galaxias por doquier. Tampoco parece que vayan a desaparecer en los próximos miles de millones de años. Así que por ahora ocupan un 95% del tiempo del universo, de manera que tampoco pueden considerarse como algo transitorio.

    Así que finalmente, parece que la gravedad es una fuerza que hace disminuir la entropía existente. Y entonces, ¿qué ocurre con las otras tres? ¿También la hacen disminuir o no?

    Pensando en el famoso ejemplo del imán y las virutas de metal, un campo magnético podría ser una variedad más ordenada que un espacio sin campo. La fuerza fuerte es capaz de unir quarks para formar protones y neutrones, en un estado que parece más ordenado que si estuvieran sueltos. Las dos juntas forman el átomo, que también puede ser considerado con todo derecho como una estructura de orden.

    De la fuerza débil no sé qué pensar.

    Pero si uno tiene en la cabeza el famoso esquema con los fermiones y bosones que forma el cuadro de partículas elementales de la mecánica cuántica. Todo lo que hay ahí, (que en el fondo es todo lo que da sentido a la existencia del universo, porque si no existieran no habría nada de nada) reduce la entropía (salvo quizás la fuerza débil). Tanto la materia como los campos.

    De manera que no sé si es que estoy pensando en una dirección equivocada, o es que en realidad, el asunto del aumento de la entropía no es todo lo contundente que parece.

    Me gustaría conocer vuestra opinión, rectificaciones o comentarios.

    Un saludo.
    Última edición por Pola; 16/06/2019 a las 17:51:17.

  2. #2
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    Predeterminado Re: La entropia

    Hola

    Esta es una cuestión interesante, que merecería estar en el foro de termodinámica.

    Cuando comparas el material interestelar disperso (una nube molecular, usando la nomenclatura de los usuarios del foro), y lo comparas, por ejemplo, con una estrella de la secuencia principal, podrías concluir que la estrella, al ocupar menos volumen, es más "ordenada" que la nube. En términos termodinámicos, verías que el volumen en el espacio de coordenadas de las partículas es más pequeño en la estrella que en la nube, y usando alguna de las fórmulas de termodinámica, tipo \Delta S = n R \log(V_f / V_i) podrias deducir que hay una disminución de la entropía, y por tanto un aumento del orden.

    Sin embargo, si lo piensas con más cuidado, verás que la estrella está mucho más caliente. En la formación de estrellas, la conservación de la energía produce un aumento de temperatura, con lo que las partículas se mueven más rápido. Eso hace que, en el espacio de momentos, las partículas que forman la estrella ocupan un volumen mucho mayor del que ocupaban en la nube interestelar. Globalmente, cuando comparamos las particulas en una nube molecular con las particulas en una estrella, vemos que el volumen en el espacio de configuración (coordenadas más momentos) es superior en la estrella que en la nube molecular, y eso hace que la entropía de una estrella es muy superior a la de la nube de gas de la que proviene.

    Ahora podrías preguntarme, ¿qué pasa con los planetas? estos están fríos, y también se produjeron a partir de polvo interestelar. En este caso, recuerda que en los estadios iniciales de formación de planetas, tierra incluida, las colisiones entre partículas hacen que los sistemas compactos que darán lugar a los planetas sean muy calientes. Estos precursores de planetas se enfrían por emisión de radiación infrarroja, dando lugar a planetas relativamente frios (al menos en la corteza), como la tierra en la que vivimos. De nuevo, si consideramos el planeta, junto con toda la radiación infrarroja que ha emitido desde su formación, encontraremos que su entropía es mayor que la de la nube molecular de la que proviene.

    Saludos

  3. El siguiente usuario da las gracias a carroza por este mensaje tan útil:

    Pola (17/06/2019)

  4. #3
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    Predeterminado Re: La entropia

    Entendido. Gracias, Carroza. Se me había pasado por completo ésa parte de la cuestión que tú señalas.

    Un saludo

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