El nacimiento del tiempo
BIOGRAFÍA
Nació el 25 de enero de 1917 en Moscú. En 1927 se establece en Bruselas, donde cursa los estudios de enseñanza media y superior. Estudió química y física en la Université Libre donde se licencia en 1941. Después de conseguir la licenciatura inicia su actividad de investigador en la univerdad donde se licenció, pero pronto se ve obligado a abandonar por el cierre de la universidad. Sus intereses se concentran en los fenómenos irreversibles. Estos estudios le llevaron a presentar sus tesis, presentada en 1945 en la University Libre con el título de la introducción a la termodinámica de los procesos irreversibles. En 1967 explica el concepto de estructura disipativa en una comunidad titulada structure, dissipation and life. En ese momento se da cuenta de que al lado de las estructuras clásicas del equilibrio aparecen también estructuras disipativas coherentes. Fue ganador del premio Solvay en 1965, con el premio nobel de química en 1977. Este mismo año publica Self-Organization in Non-Equilibrium System.
Dice que en condiciones alejadas del equilibrio, la materia tiene la capacidad de percibir diferencias en el mundo exterior y de reaccionar con grandes efectos a pequeñas fluctuaciones, sugiere la posibilidad de una antología con los sistemas sociales y con las historia. Con estas reflexiones publicó en 1979 La Nueva Alianza, Metamorfosis de la Ciencia. Según un biologo, Monod, la ciencia moderna ha separado el reino de la verdad objetiva del de los valores y que el único camino que todavía podemos recorrer es el de la aceptación de una austera ética del conocimiento.
La nueva alianza admite que el bioquímico francés trata con vigor y coherencia las consecuencias filosóficas de la ciencia clásica en la que se pretende determinar las leyes universales de una naturaleza vista como un mecanismo irreversible y simple, estos procesos irreversibles ponene en juego las nociones de estructura, función y historia. En esta nueva perspectiva, la irreversiibilidad es fuente de orden y creadora de organización.
La importancia del tiempo y de los procesos irreversibles se puede reconstituir una Nueva Alianza entre el hombre y la naturaleza.
La Nueva Alianza recorre las etapas principales de desarrollo de la ciencia moderna. La reconstrucción de Prigogine ve abrirse el siglo XIX con un gran acontecimiento: en 1811 Fourier gana el premio de la Academia por el tratamiento teórico de la propagación del calor en los sólidos, el cual produjo el nacimiento de la termodinámica. Desde aquel momento se instauran dos universales en física: la gravitación y el calor.
En la útima parte de La Nueva Alianza muestra como es posible establecer un puente entre la concepción estática de la naturaleza y la concepción dinámica, entre el universo gravitacional y el universo termidinámico. Nos dice que el universo accesible a nuestras investigaciones ha estallado y que el tiempo ha adquirido una nueva imagen.
Propone la imagen de un universo en el cual la organización de los seres vivientes y la historia del hombre ya no son accidentes extraños al suceso cósmico.
INTRODUCCION
La gran pregunta es si el tiempo tiene un inico. Antes el universo aparecía como un autómata que no poseía, en realidad, ninguna historia una vez puesto en funcionamiento, el autómata prosigue hasta el infinito su trayectoria. Pero hoy en día sabemos que la idea de la evolución ha entrado con fuerza en la ciencia. Existen tres exigencias frente a un universo evolutivo: la irreversibilidad, la aparición de la probabilidad y la coherencia. Afronto esas exigencias considerando en primer lugar la escala de los fenómenos que nos rodean, llamada macroscópica(describe la física de la materia condensada). La irreversibilidad es una propiedad común a todo el universo: todos envejecemos en la misma dirección y parece existir una flecha del tiempo común a todo el universo, y por esta razón no podremos evitar el hablar de cosmología. En cierto sentido el tiempo va antes que el universo.
1.LA IRREVERSIBILIDAD A NIVEL MACROSCÓPICO
El segundo principio de la termodinámica nos dice que existe una función, la entropía, la cual la podemos descomponer en dos partes: un flujo entrópico proveniente del mundo externo, y una producción de entropía propio del sistema considerado. Es esta proporción de entropía interna la que siempre es positiva o nula, corresponde a los fenómenos irreversibles. Todas las reacciones químicas son irreversibles; todos los fenómenos biológicos son irreversibles. La irreversibilidad corresponde al desorden.
La entropía siempre tiene dos elementos dialécticos: un elemento creador del desorden y otro creador del orden y ambos siempre están ligados. Un ejemplo:
ponemos una mezcla de hidrógeno y nitrógeno si la temperatura interna del sistema es homogénea también lo serán la distribución del hidrógeno y la del nitrógeno, pero si sometemos los extremos del sistema a temperaturas diferentes, creamos una distribución contrastada: el hidrógeno abunda más en una parte y el nitrógeno en otra, por tanto, se puede ver que se a producido una disipación (aumento de entropía) pero a la vez un fenómeno de ordenación, este fenómeno se llama antidifusión.
Las experiencias de laboratorio muestran que cuando se afronta el dominio del no-equilibrio, se establecen nuevas interacciones de largo alcance. Otro ejemplo:
si calentamos por debajo un estrato líquido podemos observar la formación de fenómenos coherentes que transmiten el calor de manera más eficaz que la sola conducción térmica. Este fenómeno es lo que se llama bifurcación que conduce a la aparición de nuevas estructuras, las del no-equilibrio son las llamadas estructuras disipativas.
En una reacción química se producen fluctuaciones sin cesar. Hay siempre un poco más de un compuesto, para un estado próximo al equilibrio, este hecho es insignificante. Pero una situación alejada del equilibrio es lo contrario, en la que en vez de comprobar un retorno al estado inicial, es ve una amplificación de las fluctuaciones, y esta amplificación lleva a una situación nueva, que da lugar a una serie de posibilidades variadas.
Hay muchos fenómenos observados en el laboratorio y que son muy importantes pero que para ello es importante tener en cuenta el no-equilibrio. Un ejemplo:
en la historia del clima ha habido y sigue habiendo numerosas glaciaciones
2.LA IRREVERSIBILIDAD MICRÓSCOPICA
La irreversibilidad y probabilidad son dos nociones estrechamente ligadas. En mecánica cuántica lo esencial es la probabilidad. Un ejemplo de probabilidad seria coger una moneda y tirarla pues tienes la posibilidad de que te salga cara o cruz y según las leyes de la mecánica debería aplicarse a un objeto pesante y no a un átomo. Para conciliar la probabilidad y determinismo en este ejemplo abría que depender de la precisión con la que preparo las condiciones iniciales, pero si puedo imponer condiciones iniciales suficientemente exactas para predecir el resultado del juego resulta determinista.
En la predicción del comportamiento de los sistemas inestables lo que está en juego es la naturaleza dinámica del sistema y es la inestabilidad dinámica la que estará en el origen de las nociones de probabilidad y de irreversibilidad.
Podemos predecir que sobre tiempos cada vez mas largos la evolución de este tipo de sistema(desarrollo binario), hay que disponer de una precisión cada vez más fina en el conocimiento de las condiciones iniciales. Cualquier conocimiento finito de este sistema implica la pérdida del concepto de predicción determinista. Los datos de los que un ser finito dispone sobre la naturaleza corresponden obligatoriamente a una información finita.
En la física clásica se podía medir todo y conocerlo todo y una de los elementos nuevos revolucionarios de la física de hoy es la restricción de esa visión demasiado simplista del universo.
La teoría de la relatividad restringida se basa en la hipótesis de una velocidad límite de propagación de las señales, que es la velocidad de la luz en el vacío y que es medida por la constante c. La existencia de este límite es un nuevo argumento sobre la limitación del esquema determinista. En relatividad yo no controlo más que mi propio pasado y el de todos aquellos que están en mi cono del pasado. La existencia de la velocidad máxima de propagación de la luz implica una ruptura con el determinismo.
Relación del indeterminismo:
AE=h/t
en esta formula t es la vidas media del estado inestable y AE es la indeterminación sobre la energía del estado cuántico considerado, esta limita la medida del valor de una variable de energía, y ya no de una pareja de variables.
Las estructuras de la naturaleza nos ayudan a introducir la probabilidad independientemente de la información que poseamos.
3.LA IRREVERSIBILIDAD EN COSMOLOGIA
El universo posee una estructura doble, el cual está constituido por fotones y bariones. En 1965 se descubrió que el universo estaba formado principalmente por fotones, puesto que existen 109 fotones por barión. Los fotones son productos de desecho que se van enfriando con la dilatación del universo y que lo bariones son objetos de no-equilibrio supervivientes de los primeros momentos del universo y que eran los que contenían potencialmente las galaxias, los planetas y la vida.
La entropía(medida del grado de desorden de un sistema)total del universo procede del predominio de los fotones y se a podido saber que si toda la materia del universo se descompusiera en fotones, la entropía del universo no cambiaría más que una fracción porcentual.
El desorden puede ser asociado a los fotones y el orden a los bariones.
En 1922 se pensó que el Big Bang fue solamente una similitud geográfica pero en 1965 fue inevitable asumir la idea de una evolución cosmológica, porque fueron descubiertos los fotones de la radiación, producidos en su momento en la historia del universo.
Hacia 1970 los investigadores parecían haber llegado a una imagen satisfactoria de la evolución del universo y que la edad total del universo es el orden de 10 elevado a 17 segundos.
Si prescindimos del Big Bang, se obtienen condiciones iniciales en las cuales toda la masa y toda la entropía del universo están ya presentes. Este universo se encontraba entonces en condiciones de temperatura extremadamente elevadas del orden de la temperatura de Plank(10 elevado a 32 grados Kelvin).
Se desarrollo la teoría del universo estacionario, en el cual hay creación permanente de materia; esta materia abandonaría el horizonte observable llegando así a un estado estacionario en el que ninguna de las propiedades intensivas de nuestro universo cambiaría, esta evita la idea del Big Bang pero el problema de la tierra estacionaria es que no puede explicar los aspectos evolutivos que presenta nuestro universo. Pero en el caso de la inestabilidad, la aparición del universo se puede comparar a un cambio de fase. El universo es resultado de una transformación irreversible y proviene de otro estado físico. Dos científicos Brout y Gunzig parten de la idea de un acoplamiento entre un campo de gravitación y un campo de materia. Las ecuaciones no lineales admiten diferentes tipos de soluciones pero la solución mas importante es el vacío, este vacío se puede presentar como un vacío fluctuante que produce masas ligeras o pesadas. Cuando esta masa alcanza un valor cincuenta veces mayor que la masa de Plank el vacío se vuelve inestable y se transforma en universo. La masa de Plank tiene un valor de 10 elevado a -5 y cincuenta veces esa masa es un agujero negro.
Se presento un modelo sobre en nacimiento del tiempo en el que dice que en virtud de la inestabilidad de las partículas correspondientes a la masa crítica, se puede ver agrupaciones de masa, entonces durante esa fase el universo se expansionaría y los agujeros negros que son inestables se descomponen en tiempos del orden de 10 elevado a -35 segundos y a partir de ese momento el universo es similar al que conocemos hoy en día.
Por tanto un nacimiento del tiempo resulta posible y se trata de un tiempo muy largo, tal vez de cien mil M.A y nos puede llevar a contar el tiempo a partir de un acontecimiento ya sea el nacimiento de Cristo o la fundación de Roma
OPINIÓN
La verdad es que este libro en un principio no me gustaba mucho porque no sabía que significaban conceptos como entropía, fluctuaciones, irreversibilidad… pero al terminar el libro he podido saber más o menso que significan esos conceptos y me a parecido interesante y me ha echo pensarme muchas cosas que nunca me había planteado como cual es el nacimiento del tiempo que es de lo que trata este libro.
Cristina Montes,nº23