Por Alfonso Padilla Vivanco
Históricamente la composición física y química de los objetos que nos rodean, fue discutida desde tiempos remotos. Los filósofos griegos Anaxímedes, Tales de Mileto, Heráclito, Aristóteles, Empédocles, entre otros grandes pensadores, fueron de los primeros, según los registros históricos, en usar vocablos como: tierra, aire, agua, fuego, frío, calor, humedad, esterilidad, seco, caliente, y otros conceptos más, para explicar la composición de todas las cosas. Los debates entre filósofos, científicos y alquimistas, se prolongó hasta ya entrado el siglo XX. Dos de los conceptos que más interés han generado entre los grandes pensadores de todas las épocas, han sido los de calor y temperatura. Esta última, se define como la energía interna asociada al movimiento de las micropartículas que componen a un objeto, esta energía es medida entre el enorme número de partículas. La idea de calor también se ligó al movimiento de las moléculas que componen a los objetos.
Por otra parte, el concepto de entropía como una medida de desorden en un sistema termodinámico fue propuesto por primera vez por el físico austriaco Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906). Aunque, como se sabe, la temperatura ya se podía medir antes de la época de Boltzmann, por mucho tiempo los físicos no alcanzaban a comprender cómo la entropía estaba ligada con el concepto de calor en un determinado sistema. No se entendió la relación temperatura versus calor, hasta tiempo después, que la temperatura de un gas, líquido o sólido, se relacionó con el concepto de entropía. Se identificó que el incremento de la entropía en un sistema termodinámico dado multiplicada por la temperatura determina la cantidad de calor.
Sin embargo, se debe a Rudolf Clausius (1822-1888) la definición teórica de la entropía y representa uno de los descubrimientos científicos más importantes de todos los tiempos. Se sabe ahora que la variación de la entropía ΔS, de un cuerpo o sistema, siempre es mayor o igual, que la cantidad de calor ΔQ llevada al cuerpo o sistema, dividida entre la temperatura absoluta T del cuerpo, matemáticamente se expresa como: ΔS≥ ΔQ/T.
El concepto de entropía ha servido entre, otras cosas, para comprender por qué el área de un agujero negro (AN) no decrece. La explicación es que, por experiencia común, el desorden tiende a incrementarse si uno deja las cosas a su libre voluntad. Esto es, sin intervención humana el desorden prolifera, por ejemplo, una habitación sin atender acaba siempre desordenada. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, la entropía de un sistema aislado nunca decrece con el tiempo. Asimismo, se sabe que cuando dos sistemas o cuerpos se juntan, la entropía del sistema combinado es mayor que la suma de las entropías de los sistemas individuales. En el caso de la entropía en un agujero negro, está aumenta cada vez que materia que lleva entropía cae en éste. Justamente la existencia de los agujeros negros ha sido investigada observando, la relación que guarda el incremento del área del horizonte de sucesos de un agujero negro, como una medida de la entropía del AN. El horizonte de sucesos es una región que separa al agujero negro del resto del universo, y una vez dentro de éste, ningún tipo de partícula, sea material o electromagnética, puede salir, ni siquiera la luz. Una conclusión evidentemente es que si un agujero negro tiene entropía, debería tener también una temperatura.
Apreciable lector, más información sobre agujeros negros la puede ver en los siguientes videos:
Universidad Politécnica de Tulancingo. alfonso.padilla@upt.edu.mx
