1 de mayo de 2008

Algo tan simple como revolver el café

A medida que la cucharita de café gira en una taza, el café tam­bién lo hace, y el líquido asciende hacia el borde de la taza. Este fenómeno que parece muy sencillo, en su momento dejó perplejos a los mayores científi­cos de la humanidad. Isaac Newton (1643-1727) adujo que una taza así estaba en repo­so con respecto al espacio fijo que la rodeaba. El creía en la existen­cia de un sistema absoluto de coordenadas que viene impuesto desde "afuera", y gracias al cual se sabe cuándo somos nosotros los que damos vueltas, y cuándo es el resto del Universo el que se mue­ve. Se trató de un argumento apropiado que la mayoría de los científicos aceptó rápidamente. Sin embargo, en sus escritos privados Newton manifestaba sus dudas al respecto; dudas que nunca logró solucionar y que quizás hayan sido las que le produjeron diversos colapsos nerviosos y motivaron el abandono de sus estudios sobre la fí­sica y su posterior huida hacia la especulación mística.Durante el siglo XIX el científico y filósofo austríaco Ernst Mach (1838-1916), cuyo nombre pervive en la denominación abreviada de la velocidad del sonido, ana­lizó de nuevo este problema. Mach sugirió que desde el espacio leja­no o de las lejanas estrellas no llegaba nada hasta los líquidos que giraban en la Tierra, que sirviese para hacerles saber cuándo estaban girando en realidad. El problema tenía que ver únicamente con la naturaleza de los fluidos existentes en el interior de la taza. A pesar de sus deducciones, Mach no pudo determinar en qué consistía este fenómeno. Sus reflexiones alcanzaron cierto prestigio, pero al ser tan vagas se ignoraron por la mayoría de la gente, hasta que un em­pleado de una oficina de patentes de Suiza tuvo la ocurrencia de analizarlas. El joven administrativo de patentes, Albert Einstein (1879-1955), consideró que valía la pena reflexionar sobre esta idea, y como resultado surgió su teoría de la relatividad.
La leche que se agrega a una taza de café que se está removien­do da pie a otra reflexión de carácter general. El primero en darle una forma precisa fue el matemático holandés Luitzen Brouwer (1881-1966), cuando en 1911 demostró un teorema según el cual, por muchas vueltas que se dé al café, y por numerosos que sean los giros y las circunvo­luciones, en la superficie del líquido siempre existirá, por lo menos, un punto que no se mueva. El teorema de Brouwer ha sido uno de los elementos básicos de la ciencia topológica del siglo XX. La topo­logía es el estudio de cómo determinadas propiedades no cambian en las superficies deformadas.Otro fenómeno en relación con una taza de café es el calenta­miento de la cucharita que se utiliza para remover el líquido. Si el café caliente se limita a girar suavemente en el interior de la taza, la cucharita metálica no se ve afectada en absoluto y permanece tan fría como antes de ponerla allí.
No obstante, en la vida real, jamás ocurre esto. Algo hay en la estructura de la materia que siempre provoca que el calor fluya desde el café a la cuchara. Basándose en las teorías del físico escocés James Maxwell (1831-1879), conocido principalmente por haber desarrollado un conjunto de ecuaciones que expresan las leyes básicas de la electricidad y el magnetismo, los físicos del siglo XIX elaboraron la noción de entropía, según la cual todos los elementos del Universo están configurados de tal manera que los sistemas de alta complejidad se transforman inevi­tablemente en sistemas de complejidad inferior. De hecho, una es­tructura en la que el café caliente formase una franja separada alre­dedor de una cucharita fría constituiría un sistema de altísima complejidad. Para la energía térmica existente en el café y en la cu­charita sería mucho menos complicado efectuar una fusión. El café perdería parte de su calor, la cucharita se calentaría un poco, y todo el contenido de la taza acabaría a una misma temperatura inter­media.
Si este fenómeno quedase confinado al interior de las tazas de café, no se justificaría concederle tanta atención. Sin embargo, los científicos sostienen que la noción de entropía se aplica a todo lo que existe en el Universo.
Si se coloca un sistema complejo en las proxi­midades de otro sistema complejo, puede afirmarse de forma genéri­ca que, con el tiempo, dichos sistemas se fusionarán y acabarán sien­do una única cosa conjunta, mucho menos diferenciada que antes. Este fenómeno también tiene lugar en los seres humanos -el calor procedente de las complicadas células cerebrales acaba de manera amorfa en el aire que rodea la cabeza- y, de acuerdo con el concep­to de entropía, tiene que suceder en las ciudades, los planetas, el Sis­tema Solar y todo el Universo. Con el tiempo, el Sol que se halla en el centro de nuestro Sistema Solar acabará enfriándose, al igual que las demás estrellas existentes en el resto de nuestra galaxia. Con el tiempo el Universo también desaparecerá transformándose en una bruma indiferenciada con una única temperatura que, a partir de ese momento, ya no será capaz de cambiar, dando origen a estrellas o a formas de vida. Este fenómeno recibe el nombre de muerte tér­mica definitiva del Universo, y si la teoría de la entropía es cierta, re­sultará inevitable.