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La dirección del tiempo se vuelve confusa a escala de una sola molécula

Una nueva investigación descubre cómo se produce el paso del tiempo a nivel microscópico


La dirección del tiempo se vuelve confusa e indefinida a escala de una sola molécula, según una nueva investigación que ha analizado el flujo del tiempo en procesos en los que la entropía no es continua. Esta investigación ha determinado que, aunque la entropía general se incremente como media a nivel microscópico, esto no sucede así en cada uno de los momentos del experimento, es decir, que no siempre el tiempo tiene una dirección definida: del pasado al presente, del presente al futuro. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



The flow of time
The flow of time
El concepto de tiempo es para nosotros muy intuitivo, y fácilmente distinguimos el pasado del presente o del futuro. No ha sido tan sencillo para los pensadores. En la Edad Antigua ya encontramos las primeras reflexiones humanas sobre el tiempo. Platón, por ejemplo, decía que el tiempo es la imagen móvil de la eternidad. Posteriormente, Newton lo describió como algo absoluto, verdadero y matemático, que transcurre uniformemente. En los años veinte del siglo pasado, Einstein llegó a considerarlo como una mera ilusión.

Estas ideas reflejan la inmensa complejidad que supone el tiempo, tema que ha sido objeto de reflexión para muchos filósofos y de investigación para muchos científicos. Son precisamente los científicos los que, ahora, tratan de solventar el hecho de que la ciencia aún no proporcione una definición clara de lo que es el tiempo.

Edward Feng, ingeniero químico de la Universidad de California en Berkeley, y Gavin Crooks, físico del Lawrence Berkeley National Laboratory explican en un artículo aparecido en la revista Physical Review Letters que “las teorías fundamentales de la física –la mecánica clásica, la electrodinámica, la mecánica cuántica, la relatividad general, etc.- son simétricas al respecto de la inversión del tiempo”(esto es, que el pasado, el presente y el futuro no difieren para ellas).

Según Crooks y Feng, “la única teoría científica fundamental que marca una dirección preferente para el tiempo es la de la segunda ley de la termodinámica, que asevera que la entropía del Universo aumenta a medida que el tiempo fluye hacia el futuro (la entropía es la cantidad de energía no disponible de un sistema)”.

Procesos sin vuelta atrás

Esta explicación proporciona una orientación, una flecha del tiempo. Nuestra percepción de éste sería, por tanto, una consecuencia directa de la flecha temporal termodinámica.

A grandes rasgos, la termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico. La cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a aumentar con el tiempo. Por ejemplo, una gota de tinta dispersada en el agua no dará "marcha atrás" en su movimiento y no volverá a recogerse en su volumen inicial.

En definitiva, el tiempo tiene para esta ley una orientación definida. Según los científicos, que la entropía del universo aumente con el tiempo supone que existe una dirección, una flecha del tiempo, una asimetría temporal (que permite distinguir el pasado del futuro: la gota de tinta en su volumen inicial y la gota de tinta dispersada en agua) que se corresponde con nuestra propia percepción del tiempo.

Entropía a nivel microscópico

Esto está claro a nivel macroscópico. Tal y como ejemplariza la revista Physorg.com, cuando se derrama un vaso de leche, la asimetría temporal es obvia para cualquier observador: primero el vaso estaba lleno de leche y después vacío.

Sin embargo, a escala microscópica, dado que la cantidad de energía implicada en los procesos es tan pequeña, resulta más difícil afirmar que la entropía está aumentando, y que por lo tanto el tiempo se mueve “hacia delante” (hacia el futuro), en lugar de hacia atrás (hacia el pasado).

Feng y Crooks afirman haber creado un método para medir con exactitud la asimetría temporal de lo microscópico. De hecho han comprobado que, a escala microscópica y durante algunos intervalos, la entropía puede disminuir realmente. Y que, aunque la entropía general se incremente como media, en cada uno de los momentos del experimento esto no sucede, es decir, que no siempre el tiempo tiene una dirección clara: del pasado al presente, del presente al futuro.

Para estudiar el tiempo a escala minúscula, los científicos empezaron investigando el incremento de la disipación de energía (entropía) en diversas distribuciones. Y descubrieron que, durante algunos intervalos, la entropía realmente se reducía.

Incluso aunque existiese un aumento medio de la entropía, la dirección del tiempo no resultó evidente en cada momento del experimento, es decir, que la asimetría temporal no estaba asegurada, sino que algunas disposiciones presentaron un tiempo simétrico (que no diferencia el presente del pasado o el futuro). "Mientras el tiempo avanza descaradamente en el mundo macroscópico, la dirección del tiempo se vuelve confusa a escala de una única molécula", resumió Feng.

Posibles aplicaciones

Además del interés teórico que sin duda tiene esta investigación, el método ideado por Feng y Crooks podría tener otras aplicaciones, como calcular las diferencias de energía libre en experimentos con sistemas alejados del equilibrio.

Los científicos explican que comprender la relación entre la asimetría temporal y la entropía también resultaría crucial para el desarrollo de futuras máquinas moleculares. "Nuestra definición resalta esta peculiaridad. Esperamos que esto sirva a los científicos a la hora de estudiar moléculas biológicas”, señala Feng.


Domingo, 28 de Septiembre 2008
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Tags : molécula, tiempo


Nota



Comente este artículo

1.Publicado por real...laerizado el 29/09/2008 06:38
el tiempo a final de cuentas no existe... que me lo niegue alguien por favor. Espero sea posible. Sin materia es claro que no existe el tiempo, por tanto este es relativo. Solo si hay existencia se puede apreciar esteLa entropia es lo de menos, ese experimento solo sera valido mientras nuestros instrumentos de observacion sean los mismos, es de antologia.

2.Publicado por Mercedes Jiménez Ramos el 29/09/2008 10:47
Muy serio, muy fundamentadas las opiniones. Lleva a cuestionar nuestra realidad.

3.Publicado por aarv el 29/09/2008 13:01
Creo que esto no tiene suficiente criterio. Aquí se argumenta que el hecho de que la entropía disminuya localmente implica una inversión del tiempo. ¿Es legítima esta implicación doble de avance tiempoaumento entropía, retraso tiempodisminución entropía?
Quizás habría que revisar la 2ª ley a escala microscópica... Puede que la 2ª ley sea legítima a escalas macroscópicas pero no a escalas donde la mecánica cuántica interviene.
Recordemos que ya paso con la 2ª ley de Newton F=ma, aparentemente intocable pero que tuvo que adaptarse a una corrección de la relatividad especial.

4.Publicado por Chris. el 29/09/2008 17:19
También existe la idea que el tiempo, según el punto de observación externo, pueda ser representado como un plano o incluso un volumen donde unas zonas son estáticas y en otras se expande, como en el universo.

Siguiendo esa misma hipótesis, parte del pasado y parte del futuro ya estarían definidos. Los seres vivos podríamos estar percibiendo nuestro paso por estas rutas, no exclusivamente todos los seres a la vez. Un sujeto A podría vivir su paso y revivir el del sujeto B, C, etc., pero tal vez éstos otros no están al mismo ritmo.

Para entender mejor la dinámica del tiempo a niveles micro y nano, hay que llevarlo a nuestra escala humana. La forma más cotidiana de presenciarlo, es poner dos sujetos viendo un vídeo, pero uno con ritmo cardiaco más acelerado que el otro. En ese experimento, ambos pueden comentar que han visto la película, pero solo uno de ellos habrá percibido más detalles en el tiempo porque su memoria recibe más oportunidad de información al recibir más flujo sanguíneo oxigenado.


5.Publicado por Hugo Luchetti el 29/09/2008 20:57


El tiempo fluye en múltiples dimensiones:


Para Borges, en El jardín de los senderos que se bifurcan, el tiempo tiene tres maneras
de obrar: convergente, divergente y paralelo. Los sucesos se reúnen, o se abren o se
corresponden unos a otros. Para la física cuántica el tiempo es dobe, ya que si lanzamos
fotones en direcciones opuestas, y medimos a uno de ellos, afectaremos el estado del
otro. lo cual abona también la Tesis Borgeana: yo soy el otro. También un El Déja Vu puede
ser anteriior o posterior captándose por su repetición O RESONANCIA. Pero en verdad el
tiempo verdadero es múltiple... Porque una partícula cuantizada resuena "en todos sus
estados posibles a la vez..." Y es por ello que, estos símbolos que ahora y aquí escribo,
y pienso y siento, poseen un eco universal, una memoria infinita, un tiempo eterno...
Chau, gracias...

6.Publicado por andres eduardo shroder el 29/09/2008 21:50
Sinceramente no se como se las arreglo la evolucion biologica con tanto desbarajuste en lo microscopico,no veo por que no seria posible transformaciones alocadas en cualquier momento en nuestros organismos,¿que detendria algo que cambia repentinamente desde lo mas pequeño reflejandose luego en lo macroscopico?.Al fin de cuentas todo hace suponer que existe "una pauta para alejar el caos",saludos.

7.Publicado por Jack The Ripper el 30/09/2008 16:43
Impresionante, me encantan vuestros artículos.

8.Publicado por Salva ADSADN el 30/09/2008 21:31
Muy bueno el artículo.

Existe un libro de una colección seguramente descatalogada, "La Flecha del Tiempo" (ahora no recuerdo el autor) en el que la cuestión de la relación entropía-tiempo quedaba muy bien explicada. (No sé si fue en ese libro donde leí que alguien había considerado los positrones como electrones con la "flecha del tiempo invertida"... aunque creo que esta idea ha sido descartada).

Con los resultados que presentan los autores, ¿continúa existiendo la causalidad a nivel molecular? Cuando hay el "aparente" giro de la flecha del tiempo, ¿sigue habiendo causa y efecto, se invierten, se "anulan"? Si bailasen tanto las causas y efecto a nivel molecular... ¿dónde queda el determinismo? ¿La causalidad se volverá casualidad? Aplicando esto a nuestras neuronas... ¿puede ser la llave para "encontrar" el libre albedrío? ¿Tiene esto algún sentido?

Y, por último, ¿no estarán estos científicos midiendo la entropía de procesos reversibles (los cuales son muy abundantes en nuestras propias células), en los que los reactivos pasan a ser productos y los productos, reactivos?

Una entrada con polémica, ¡claro que sí!

9.Publicado por Espinosa Federico el 01/10/2008 01:33
Yo soy mi pasado mi presente y mi futuro, mi pasado yace estatico, mi presente se debate entre la quietud y el movimiento y mi futuro se expande hacia una dirección incierta hasta dilatarse en el infinito.

10.Publicado por Dr. Atilio Laurence Almagia el 22/11/2008 22:04
LOS AGUJEROS NEGROS Y LA ENERGIA PARA APRENDER
Dr. Atilio Laurence Almagia
Es factible que en apariencia nada tenga que ver entre los agujeros negros del universo y la energía de los seres vivos para aprender. Es sabido por estudios realizados por eminentes físicos y matemáticos, que los agujeros negros se expanden gracias a su voracidad que se traduce en energía vital. Es hipotético decir que los agujeros negros poseen inteligencia para devorar materia y transformarla en antimateria.

La antimateria devora a la materia como el aprendizaje puede devorar a la enseñanza. En cada ser vivo existe un paradigma "antimatérico", o dicho en otras palabras, hay un reducto en algún lugar del sistema celular vivo capaz de atraer, captar y devorar materia pura, sea esta tangible o virtual (figurada). Aquella materia es similar a serie de moléculas y no es contenido propiamente tal. Si en el ser vivo existe el paradigma antimaterico como en los AGUJEROS NEGROS existe también el mismo paradigma dinámico, luego es posible que, de algún modo aprendamos gracias a la capacidad antimaterica y no a otros procesos descubiertos y estudiados por largos siglos.

La antimateria acumulada en distinta cantidad en los eres vivos pudieran permitir el desarrollo de la capacidad para devorar distintos tipos de enseñanzas. Dichos constructor no serían otra cosa que materia virtual o molecular dispuesta a ser devorada por seres con capacidad teleológica.

Desmenuzando el constructo de la enseñanza nos queda sólo la materia en estado puro. Dicho término en este pensamiento no está referida a los contenidos sino más bien al continente.

Cuando se pierde el continente la antimateria corporal no tiene motivo para aprender y se desarrolla poco o casi nada. Cuando el continente es encontrado apetecible, la antimateria acumulada en los seres vivos (puede ser el ser humano o el ser venusiano, etc), es devorada transformándose en aprendizaje adaptable a las circunstancias de paz, guerra, tranquilidad, entropía, emocionalidad, frivolidad, empatía, simpatía, apatía, encuentro, desencuentros, etc.

De este modo los agujeros negros del espacio pueden y son capaces de engullir materia desde la antimateria; pueden aprender a engullir para seguir acumulando energía que más tarde la desprenderán en una gran explosión de vivos colores cósmicos.

Del mismo modo que los agujeros negros son capaces de engullir materia, la antimateria de los seres vivos también pudieran engullir experiencias reales o virtuales, esto depende de la estructura de cada célula cerebral o aparato capaz de reproducir o recrear su propia realidad.

Días atrás (la verdad es que fue hoy día), una persona me reconoció en el supermercado por mi nombre de pila y el de mi mujer. Le llamaremos Meter y hace treinta años atrás era un niño con retraso mental. Cómo pudo reconocerme al momento. De qué modo fue capaz de recordar varios episodios escolares en el Instituto en donde estudiaba? No lo sé.

Quizás su antimateria engulló paradigmas de enseñanza tal que prodigábamos mi mujer y yo. Constructor de emocionalidad y respeto hacia todos los niños con graves deficiencias mentales y adaptativas.

De qué modo funciona la antimateria de una persona aparentemente normal y otra aparentemente con handicap mental? Le preguntamos a Maturana, a Varela, o a Piaget, o Dewei?. Si aceptan en primer lugar este pensamiento pedagógico de avanzada en donde propongo que,. Así como los agujeros negros del espacio pueden “tragar” energía matérica, del mismo modo los seres vivos, incluyendo al ser humano, es capaz de engullir ingentes cantidades de materia desde el ámbito de su propia antimateria ubicada y reubicada constantemente en uno u otro lugar de su estructura molecular.

Es factible que desde las corrientes matéricas y antimatéricas, se produzca el arco voltáico(ver otro artículo del autor) necesario para evolucionar desde la perspectiva de ser unicelular para llegar a ser pluriadaptativo. Pero cómo mi alumno con deficiencia mental tenía sus funciones hipocámpicas intactas? Es de seguro que con posterioridad a su egreso natural o forzado del Instituto, prosiguió una vida bastante “normal”. Incluso me preguntó por el director del instituto aquel.

Este pensamiento en donde propongo la impronta de los agujeros negros en concomitancia con la capacidad para aprender, sin duda que aparece descabellado hoy, como las imágenes de los hermanos Lumieres aparecieron a fines del siglo XIX: la fotografía es una imagen inanimada. Hoy se continúa ejerciendo la idea de inanimación educativa. Todo hecho, todo dado.

La propuesta de la antimateria como imán para atraer y engullir experiencias de la enseñanza, puede abrir una ventana hacia nuevos horizontes, incluso hacia variadas dimensiones estelares.

Las cosas no son como se ven. El aprendizaje pudiera provenir de la capacidad antimaterica que tiene cada ser vivo incluyendo al hombre en un sentido cósmico, fenomenológico, biológico y epistemológico. La energía proveniente de la acción que ejerce la antimateria sobre la materia disponible, puede generar acciones concomitantes en la razón de una adaptabilidad permanente y emocional en ciertos parámetros de equiibrios.

11.Publicado por carlosbcaabc el 01/02/2010 20:56
Del mismo modo que una esfera se podria descirbir como la suma d infinitos circulos paralelos 2D a lo largo de la tercera dimension, nosotros deberiamos poder inferir que una supuesta cuarta dimension corresponderia a la consecucion de infinitas esferas 3D dispuestas d alguna manera k no podemos conocer a lo largo d la cuarta dimension;entonces ¿esa dimension es el tiempo o lo que acabo d decir, matematicamente predice una cuarta dimension pero espacial y la temporal va aparte? ¿o verdaderamente el paso del tiempo es la proyeccion en 3D de lo k seria una caurta dimension literalmente espacial, en la que cada “instante” d todo el universo sea cada universo 3D?? no son perguntas retoricas ni nada parecido, quiero respuestas!! ajaj, porque me doy cuenta de que estoy bastente equivocado pero no se en que…

12.Publicado por Hector Postan el 01/07/2011 15:01
Midiendo con la misma vara el tiempo de un sistema ecológico, disipador de energía (o, nó), tendría dos direccónes según el compotamiento de su entropía. Hector

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