¿Cómo podría nuestro universo sufrir una ‘muerte por calor’?

Cuando un sistema alcanza la máxima entropía, alcanza el equilibrio, lo que establece un balance de energía y calor, eliminando así el concepto de trabajo.

También llamada la “muerte térmica” del universo o la hipótesis del ‘Gran Frío’, la hipótesis del ‘Gran Congelamiento’ se refiere a un estado particular del universo sin energía termodinámica libre. A menudo se le llama el destino final del universo. En términos físicos, cuando todo el universo alcanza el equilibrio termodinámico, el Big Chill se pone en marcha. A pesar del nombre, el fenómeno no está relacionado con una temperatura determinada.

Es un estado continuo del universo que finalmente disminuiría la temperatura hasta tal punto que no se puede derivar energía del trabajo realizado.

La idea misma de calor muerte se debe al concepto de pérdida de energía mecánica en la naturaleza, también llamada “teoría del calor”, aportado por Lord Kelvin.

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Idea de muerte por calor

El motivo principal que impulsa esta teoría es la Segunda Ley de la Termodinámica, que iguala la entropía de un sistema aislado con el consiguiente calor que se produce.

Por lo tanto, si el universo se ve como un sistema aislado que existirá durante un período de tiempo saturado, entonces se alcanzará un estado de equilibrio en el que el calor en forma de energía se distribuya por igual sin discrepancias. Jean Sylvain Bailly planteó una restricción física y química similar sobre el calor, pero la enmarcó en términos de planetas.

Dijo que si bien Júpiter es demasiado caliente para albergar vida, nuestra luna está muy por encima del nivel óptimo de calor y es demasiado fría para que exista vida en ella. Tomando de estos ejemplos, teorizó que cada objeto se enfría hasta un punto en el que no puede existir vida.

Ilustración de la Segunda Ley de la Termodinámica en el proceso de fusión y formación del hielo.

Ilustración de la Segunda Ley de la Termodinámica en el proceso de fusión y formación del hielo.

Muerte por calor vs muerte por frío

El concepto de muerte por calor es polar al concepto de ‘muerte fría’. La muerte fría es el fenómeno teórico en el que el universo se expande infinitamente y, en última instancia, se enfría más allá de la comprensión.

El opuesto técnico de una muerte fría, sin embargo, es el ‘gran crujido’, que establece que cuando el universo tiene suficiente materia en su interior, bajo todas las circunstancias se encogerá sobre sí mismo. Según esta teoría, eventualmente se reduciría a un solo punto en el espacio perceptible.

Para que ocurra la muerte por calor, el universo debe existir sin límite de tiempo. Esto solo puede ocurrir si no hay un “gran crujido”. Así, la muerte por calor y el gran crujido son las dos caras de una moneda que decide el destino del universo. Sin embargo, los científicos se han apresurado a poner la muerte por calor en un pedestal más alto de posibilidad, debido a la evidencia de la entropía creciente e incesante de un sistema.

Termómetro que muestra temperaturas altas de 40 grados en el sol de verano.  - Imag(Marian Weyo)s

(Crédito de la foto: Marian Weyo/Shutterstock)

Concepto de entropía

En algún momento en el futuro, todas las posibles reacciones ya habrán tenido lugar. Esto daría como resultado un choque entre la transferencia de calor, ya que solo quedarían las partículas centrales de la materia, sin margen para el trabajo. Todas las reacciones que ocurran después de esto darían como resultado una supuesta disminución de la entropía, lo que nuevamente es contradictorio con las leyes de la termodinámica. El universo simplemente dejaría de existir.

El concepto de entropía no tiene relevancia a nivel molecular, ya que las reacciones observadas en este nivel pueden proceder igualmente en las direcciones directa e inversa. El resultado de ambas reacciones sería el mismo.

entropía

¿Qué significa entropía?

¿Cuándo ocurrirá?

A partir de ahora, toda la materia (tanto ordinaria como oscura) se concentra en las estrellas, galaxias, planetas, etc., por lo que no hay margen para un equilibrio termodinámico. El trabajo realizado en ciertos objetos y por ciertos otros objetos procederá con facilidad durante bastante tiempo.

La estimación del marco de tiempo para la muerte del universo se toma del tiempo de terminación de un agujero negro supermasivo, que es de 10100 años, debido a la radiación de Hawking. Después de esto, solo quedarían partículas fundamentales como leptones y fotones, lo que daría lugar a niveles de energía frágiles y escalas de tiempo estiradas. Otro resultado posible de la muerte por calor es el consiguiente nacimiento de otro universo, comenzando desde los niveles más bajos de energía y entropía.

¿Se puede prevenir?

La prevención de la muerte por calor radica en la regeneración de átomos de hidrógeno a partir de la materia que nos rodea. Esto compensará el eterno “desgaste” de la materia en energía. La idea principal detrás de esto es hacer que la energía de la materia disponible sea igual a la que se gasta en convertir la materia en energía. De esta manera, nunca debería haber un déficit real para poner en marcha la ‘Era Oscura’.

Conclusión

El mundo que nos rodea fluye en una dirección particular y la entropía actúa como la flecha para este flujo hacia adelante. En el día a día, no tenemos absolutamente ninguna confusión al descifrar el flujo del tiempo, y este flujo hacia adelante también establece una simetría y un orden en el universo. El resultado final de todas estas teorías es difícil de precisar, pero el universo llegará a su fin en algún momento. El estado de equilibrio se alcanzará sin importar lo que intentemos… ¡todo lo que podemos hacer es tratar de retrasar el proceso!

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