El ejemplo se aplica al sol y la tierra
El calor fluye del Sol a la Tierra del mismo modo que fluye de la piedra caliente al agua fría. La pérdida de calor del Sol o de la piedra hace que la entropía del Sol o de la piedra disminuya ligeramente, y la ganancia de calor de la Tierra o del agua hace que la entropía de la Tierra o del agua aumente mucho. Para llevar más lejos la analogía, debemos tener en cuenta la fuente de energía que calentó la piedra en primer lugar. Para calentar la piedra, tenemos que quemar combustible. El Sol quema combustible para mantenerse caliente. El calor que genera el Sol al quemar combustible es el calor que el Sol pierde al brillar, porque el flujo ha estado sucediendo durante el tiempo suficiente para que el Sol alcance el equilibrio. La cantidad de calor generado es exactamente igual a la cantidad de calor irradiado. Pero cuando el combustible se quema, la energía sale de él, dejando materia degradada en forma de cenizas. El calor que ingresa a la atmósfera de la Tierra impulsa los vientos que desgastan las montañas. Por lo tanto, tanto la entropía del Sol como la de la Tierra aumentan constantemente. Para resumir y refutar el argumento darwinista, la afluencia solar hace que la entropía de la Tierra aumente continuamente.
El ejemplo de la piedra caliente y el agua fría es una aplicación sencilla y directa de la segunda ley de la termodinámica. Brush y los editores de AIP News deben tener en cuenta que la versión de la segunda ley anterior es "la que se enseña en los cursos de termodinámica."[i] Richard Phillips Feynman (físico americano, 1918–1988, ganador de Premio Nobel de 1965) enseñó un curso introductorio sobre física a las clases de primer y segundo año en el Instituto de Tecnología de California en los años académicos 1960-1961 y 1961-1962. Sus colegas grabaron y publicaron sus conferencias. Las conferencias Feynman sobre física analizan la ilustración de la piedra caliente y el agua fría.[ii]
[i] Cepillo, Stephen G., op. cit.
[ii] Feynman, Richard P. y otros, op. cit., pág. 44-12.
Ahora apliquemos el mismo razonamiento con mayor detalle al Sol caliente y la Tierra fría. Consideremos cualquier lugar en la superficie de la Tierra expuesto a la luz solar. Hay una pequeña disminución en la entropía del Sol cuando tomamos en cuenta solo la pequeña fracción de su luz solar que incide en el área seleccionada. El área de la superficie de la Tierra expuesta a la luz solar corresponde al agua fría. La entropía del área aumenta en gran medida. El Sol corresponde a la piedra caliente. El cambio general de entropía del Sol y la Tierra juntos es positivo. Hay un aumento de entropía del sistema Sol-Tierra, por lo que el cambio es irreversible. Pero notemos particularmente que la entropía del Sol disminuye ligeramente, y la entropía de la Tierra aumenta grandemente.
Ahora volvamos a la respuesta darwinista a la termodinámica. Brush dijo: "La respuesta habitual es insistir en que la entropía puede disminuir en un 'sistema abierto' como la Tierra, siempre que interactúe con otro sistema abierto, como el Sol, en el que hay un aumento compensatorio".[iii] El cálculo que acabamos de hacer dice que la entropía del Sol disminuye y la entropía de la Tierra aumenta. Brush dice todo lo contrario.
[iii] Brush, Stephen G., op. cit.
Brush dice, con bastante verdad, que el darwinismo puede derrotar a la termodinámica si la entropía de la Tierra disminuye mientras que la entropía del Sol aumenta. Pero esto nunca sucede. Si lo hiciera, el calor fluiría de la Tierra al Sol. El calor podría fluir de la Tierra al Sol solo si el Sol, que parece estar caliente y brillante para los observadores imparciales, fuera realmente frío y oscuro. De hecho, las mediciones científicas con instrumentos están de acuerdo con los observadores imparciales. Ambos tipos de observadores están de acuerdo en que el Sol es cálido y brillante en relación con la Tierra. El argumento de Brush contra la termodinámica es erróneo, contrario a los hechos.
Sin hacer ningún cálculo, cualquiera puede ver que el argumento darwinista es completamente inverso. La luz del sol hace que el hielo y la nieve se derritan. El agua pasa así de una fase congelada de baja entropía a una fase líquida de alta entropía. Las bolsas de plástico esparcidas descuidadamente en el paisaje se endurecen cuando se exponen a la luz solar y eventualmente se rompen. Este proceso es irreversible y muestra que la entropía aumenta en la Tierra debido a la luz solar.
La luz del sol puede, por supuesto, producir trabajo útil. El trabajo es una forma de energía de baja entropía. La luz del sol puede impulsar vientos que mueven molinos de viento y producen trabajo útil. La luz del sol evapora el agua, y el agua evaporada, que se eleva a gran altura, cae como lluvia que puede hacer funcionar turbinas y generar electricidad. La clorofila energizada de la luz solar hace que las plantas crezcan y almacenen alimentos de baja entropía. Todas estas aplicaciones de la luz solar para producir energía y alimentos de baja entropía requieren algún tipo de estructura, ya sea una máquina o una molécula compleja. No hay conversión de calor a trabajo sin estructura. La estructura no surge sin un diseño creativo.
Cuanto más examinamos el argumento darwinista del influjo solar, menos sentido tiene. Nos preguntamos por qué los editores de la Sociedad Americana de Física publicarían deducciones erróneas de las leyes físicas para reforzar las especulaciones biológicas. ¿Están realmente tan desesperados por defenderse de la evidencia clara que apunta al diseño creativo? Si el Sol fuera oscuro y frío, sacaría calor de la Tierra y reduciría la entropía de la Tierra. ¿Las personas que se hacen llamar científicos preferirían decir que la Tierra calienta al Sol antes que admitir que la vida clama por una explicación que involucre un diseño creativo?
El argumento muestra claramente que el darwinismo no es simplemente impreciso. Los darwinistas que intentan hacer un cálculo físico ni siquiera pueden elegir correctamente el signo más o el signo menos. Lo que debería ser positivo es negativo, y viceversa. El signo es la parte más significativa de un número, incluso más significativa que el primer dígito. Suponga que suma todos los cheques y cargos en su cuenta corriente, resta todos los depósitos y al final concluye que tiene $13,768.92 en el banco. Si les muestra sus cálculos a los funcionarios del banco, estarán de acuerdo con sus cálculos hasta el último centavo, excepto que dirán que siempre se equivocó de signo y, por lo tanto, usted le debe al banco $13,768.92. ¿Cómo reaccionarías? ¿Muestra eso por qué, en cualquier número o cálculo, el signo más o el signo menos es la parte más significativa?
Examinemos un poco más el argumento del influjo solar. Anteriormente tuvimos en cuenta el hecho de que la Tierra irradia el calor del Sol al frío del espacio exterior. Si la Tierra absorbiera la energía del Sol y la irradiara sin demora, no habría ningún cambio de temperatura y, por lo tanto, no habría un cambio neto en la entropía. Sin embargo, la Tierra gira sobre su eje. Como una porción específica de la superficie de la Tierra pasa de la noche al amanecer, la porción es relativamente fría. A medida que el Sol se eleva sobre la porción, la porción absorbe energía y su temperatura aumenta. Mucho después de la puesta del sol, la misma porción “devuelve” el calor, irradiándolo al espacio. Cuando una porción fría de la superficie de la Tierra se calienta durante el día, comienza a una temperatura baja. Su entropía aumenta mucho, porque el cambio de entropía es grande cuando la temperatura es baja. Cuando la misma porción se enfría por la noche, sale calor de ella, comenzando a una temperatura alta. Su entropía disminuye algo, pero la magnitud del cambio es pequeña porque la temperatura es alta. En un ciclo de día y noche, primero hay un gran aumento de entropía durante el día y luego una pequeña disminución durante la noche. El efecto neto de la luz solar y la rotación de la Tierra es un aumento continuo de la entropía de la Tierra, año tras año. Una vez más, esto es completamente contrario al escenario darwinista, en el que la luz del sol que brilla sobre la Tierra supuestamente derrota la segunda ley de la termodinámica y le da a la evolución la oportunidad de producir formas de vida cada vez más complejas.
Si el ciclo de enfriamiento y calentamiento ocurriera bajo condiciones de laboratorio cuidadosamente controladas, podríamos hacer que los cambios en la temperatura y la presión del aire fueran muy graduales, sin permitir turbulencias en el aire. Sin turbulencia, la disminución inicial de entropía podría hacerse lo suficientemente grande en magnitud para compensar casi por completo el aumento posterior de entropía. Si el aumento neto de entropía es muy pequeño, el ciclo de enfriamiento y calentamiento es casi reversible. Sin embargo, para que no haya turbulencia, debe haber un cilindro y un pistón para contener el aire a medida que se calienta y se enfría, de modo que el trabajo que hace el aire a medida que se expande pueda recuperarse y usarse para comprimir el aire cuando se enfría.
No hay nada similar a un recipiente que contenga el aire sobre la superficie de la Tierra. El calentamiento y enfriamiento diario del aire impulsa vientos que disipan su energía en turbulencias. El aire libre, sin contenedor, y fresco es necesario para la vida, pero la libertad del aire también contribuye a la continua destrucción del orden. La energía del Sol llega caliente e intensa, pero se disipa a medida que el calor general se esparce por la atmósfera. El calor hace de la Tierra un lugar agradable para vivir, pero no puede concentrarse ni servir para ningún otro propósito útil. Por lo tanto, la luz solar provoca un aumento irreversible de la entropía en la Tierra.
¿Qué hace que la luz del sol sea adecuada?
La luz del sol tiene una serie de propiedades que la hacen adecuada para sustentar la vida y proporcionar información. Comencemos con la propiedad más obvia, tan obvia que puede parecer trivial, y luego pasemos a propiedades que no se entienden tan bien pero son igual de importantes para la vida.
La luz del Sol llega a la superficie de la Tierra desde una sola dirección en un momento dado. Si la luz del sol llegara a la Tierra desde todas las direcciones, no habría alternancia entre el día y la noche, porque ninguna rotación de la Tierra podría proteger de la luz ninguna parte de su superficie. Una cierta cantidad de energía fluye constantemente desde el Sol a la superficie de la Tierra, y esa energía es necesaria para sustentar la vida.
Sin embargo, algún otro arreglo podría proporcionar la entrada de energía equivalente. Supongamos, por ejemplo, que pudiéramos colocar la Tierra dentro de una cavidad cúbica hueca en algún tipo de cuerpo masivo a 280 kelvin o 7 °C, aproximadamente 45 °F. Las paredes de la cavidad tendrían que ser muy fuertes para evitar que se derrumbe. Esta idea es bastante hipotética porque no se conoce ninguna materia lo suficientemente fuerte como para hacer una cavidad rígida lo suficientemente grande como para albergar un planeta. Incluso si la hubiera, las paredes no proporcionarían luz. Las materias a temperatura ambiente o inferior no están lo suficientemente calientes para emitir luz. Cualquiera que dude de esto puede ingresar a una habitación cerrada, apagar las luces y notar que las paredes no se ven brillantes. La Tierra dentro de una cálida cavidad estaría en perpetua noche. El calor no tendría direccionalidad. Incidiría por igual en la Tierra desde todas las direcciones. No podría proporcionar la información de cronometraje que tenemos del Sol, incluso si la Tierra en la cavidad continuara girando al mismo ritmo. Sin embargo, lo más importante es que no habría alimento para bacterias, plantas o animales.
La energía solar entrante mantiene toda la vida en la Tierra al alimentar los motores de calor molecular que fotosintetizan los carbohidratos y liberan oxígeno. La clorofila es el componente más importante de estos motores. Refleja la luz verde y absorbe la luz roja, azul y violeta. La clorofila es lo que hace que las plantas verdes sean verdes. La superficie superior de una hoja es transparente, lo que permite que la luz del sol llegue a los cloroplastos, pequeños cuerpos en las hojas que contienen clorofila. Los colores absorbidos corresponden a rayos de longitudes de onda y energías fotónicas específicas. Las energías son las necesarias para mover los electrones en la molécula de clorofila desde el estado de menor energía (el estado fundamental) a ciertos estados excitados. Los importantes estados excitados de la clorofila son metaestables. Es decir, no son completamente estables, pero persisten por tiempos relativamente largos. Su meta-estabilidad les permite retener la energía de excitación el tiempo suficiente para catalizar las reacciones químicas que convierten el agua y el dióxido de carbono en un tipo de azúcar llamado glucosa. Otros motores moleculares convierten el azúcar en almidón. El almidón y los azúcares son carbohidratos, alimentos para la planta.
Cuando las sustancias químicas absorben luz, absorben un fotón por molécula. Por supuesto, dos fotones, cada uno de baja energía, pueden combinar su energía para formar el equivalente a un fotón rojo, azul o violeta. Esto es posible, pero las sustancias químicas rara vez absorben dos o más fotones a la vez. La luz se mueve muy rápido. Es muy poco probable que dos fotones lleguen a una molécula dada lo suficientemente cerca al mismo tiempo para que su energía pueda combinarse.
El Sol proporciona fotones rojos, azules y violetas. Su máxima emisión son fotones amarillos. Proporciona algunos fotones ultravioletas, pero no demasiados. Los fotones de demasiada energía son destructivos. Arrancan electrones de los átomos y hacen que las moléculas se rompan. Por otro lado, los fotones infrarrojos no tienen suficiente energía para poner la clorofila en estados excitados que pueden producir azúcar a partir de dióxido de carbono y agua. A una temperatura de 280 kelvins, 7º C o 45º F, las paredes oscuras de una cavidad emiten fotones infrarrojos con una longitud de onda de 10 micrómetros. Su energía es solo alrededor del 4% de la energía necesaria para producir luz violeta. Veinticinco de ellos tendrían que unirse a la clorofila para tener el mismo efecto que un fotón violeta. Los fotones de calor de las paredes de una cavidad cálida nunca se agrupan de esa manera. No habría fotosíntesis de carbohidratos si la luz del sol no proporcionara la luz del día en la Tierra. Muchos escolares han realizado el experimento científico de privar de luz a una planta verde. El resultado es siempre el mismo. La planta muere por falta de luz roja, azul y violeta.
Los animales dependen de las plantas verdes para obtener alimento y oxígeno. Hay algunas plantas que no tienen clorofila y no utilizan la luz solar para elaborar su alimento. La mayoría de estas plantas obtienen carbohidratos de otros organismos. Si los organismos están vivos, las plantas que se alimentan de ellos son parásitos. Las plantas que se alimentan de materia orgánica muerta son saprofitas. Tanto los parásitos como los saprofitos dependen claramente de las plantas verdes y la clorofila.
El calor fluye del Sol a la Tierra del mismo modo que fluye de la piedra caliente al agua fría. La pérdida de calor del Sol o de la piedra hace que la entropía del Sol o de la piedra disminuya ligeramente, y la ganancia de calor de la Tierra o del agua hace que la entropía de la Tierra o del agua aumente mucho. Para llevar más lejos la analogía, debemos tener en cuenta la fuente de energía que calentó la piedra en primer lugar. Para calentar la piedra, tenemos que quemar combustible. El Sol quema combustible para mantenerse caliente. El calor que genera el Sol al quemar combustible es el calor que el Sol pierde al brillar, porque el flujo ha estado sucediendo durante el tiempo suficiente para que el Sol alcance el equilibrio. La cantidad de calor generado es exactamente igual a la cantidad de calor irradiado. Pero cuando el combustible se quema, la energía sale de él, dejando materia degradada en forma de cenizas. El calor que ingresa a la atmósfera de la Tierra impulsa los vientos que desgastan las montañas. Por lo tanto, tanto la entropía del Sol como la de la Tierra aumentan constantemente. Para resumir y refutar el argumento darwinista, la afluencia solar hace que la entropía de la Tierra aumente continuamente.
El ejemplo de la piedra caliente y el agua fría es una aplicación sencilla y directa de la segunda ley de la termodinámica. Brush y los editores de AIP News deben tener en cuenta que la versión de la segunda ley anterior es "la que se enseña en los cursos de termodinámica."[i] Richard Phillips Feynman (físico americano, 1918–1988, ganador de Premio Nobel de 1965) enseñó un curso introductorio sobre física a las clases de primer y segundo año en el Instituto de Tecnología de California en los años académicos 1960-1961 y 1961-1962. Sus colegas grabaron y publicaron sus conferencias. Las conferencias Feynman sobre física analizan la ilustración de la piedra caliente y el agua fría.[ii]
[i] Cepillo, Stephen G., op. cit.
[ii] Feynman, Richard P. y otros, op. cit., pág. 44-12.
Ahora apliquemos el mismo razonamiento con mayor detalle al Sol caliente y la Tierra fría. Consideremos cualquier lugar en la superficie de la Tierra expuesto a la luz solar. Hay una pequeña disminución en la entropía del Sol cuando tomamos en cuenta solo la pequeña fracción de su luz solar que incide en el área seleccionada. El área de la superficie de la Tierra expuesta a la luz solar corresponde al agua fría. La entropía del área aumenta en gran medida. El Sol corresponde a la piedra caliente. El cambio general de entropía del Sol y la Tierra juntos es positivo. Hay un aumento de entropía del sistema Sol-Tierra, por lo que el cambio es irreversible. Pero notemos particularmente que la entropía del Sol disminuye ligeramente, y la entropía de la Tierra aumenta grandemente.
Ahora volvamos a la respuesta darwinista a la termodinámica. Brush dijo: "La respuesta habitual es insistir en que la entropía puede disminuir en un 'sistema abierto' como la Tierra, siempre que interactúe con otro sistema abierto, como el Sol, en el que hay un aumento compensatorio".[iii] El cálculo que acabamos de hacer dice que la entropía del Sol disminuye y la entropía de la Tierra aumenta. Brush dice todo lo contrario.
[iii] Brush, Stephen G., op. cit.
Brush dice, con bastante verdad, que el darwinismo puede derrotar a la termodinámica si la entropía de la Tierra disminuye mientras que la entropía del Sol aumenta. Pero esto nunca sucede. Si lo hiciera, el calor fluiría de la Tierra al Sol. El calor podría fluir de la Tierra al Sol solo si el Sol, que parece estar caliente y brillante para los observadores imparciales, fuera realmente frío y oscuro. De hecho, las mediciones científicas con instrumentos están de acuerdo con los observadores imparciales. Ambos tipos de observadores están de acuerdo en que el Sol es cálido y brillante en relación con la Tierra. El argumento de Brush contra la termodinámica es erróneo, contrario a los hechos.
Sin hacer ningún cálculo, cualquiera puede ver que el argumento darwinista es completamente inverso. La luz del sol hace que el hielo y la nieve se derritan. El agua pasa así de una fase congelada de baja entropía a una fase líquida de alta entropía. Las bolsas de plástico esparcidas descuidadamente en el paisaje se endurecen cuando se exponen a la luz solar y eventualmente se rompen. Este proceso es irreversible y muestra que la entropía aumenta en la Tierra debido a la luz solar.
La luz del sol puede, por supuesto, producir trabajo útil. El trabajo es una forma de energía de baja entropía. La luz del sol puede impulsar vientos que mueven molinos de viento y producen trabajo útil. La luz del sol evapora el agua, y el agua evaporada, que se eleva a gran altura, cae como lluvia que puede hacer funcionar turbinas y generar electricidad. La clorofila energizada de la luz solar hace que las plantas crezcan y almacenen alimentos de baja entropía. Todas estas aplicaciones de la luz solar para producir energía y alimentos de baja entropía requieren algún tipo de estructura, ya sea una máquina o una molécula compleja. No hay conversión de calor a trabajo sin estructura. La estructura no surge sin un diseño creativo.
Cuanto más examinamos el argumento darwinista del influjo solar, menos sentido tiene. Nos preguntamos por qué los editores de la Sociedad Americana de Física publicarían deducciones erróneas de las leyes físicas para reforzar las especulaciones biológicas. ¿Están realmente tan desesperados por defenderse de la evidencia clara que apunta al diseño creativo? Si el Sol fuera oscuro y frío, sacaría calor de la Tierra y reduciría la entropía de la Tierra. ¿Las personas que se hacen llamar científicos preferirían decir que la Tierra calienta al Sol antes que admitir que la vida clama por una explicación que involucre un diseño creativo?
El argumento muestra claramente que el darwinismo no es simplemente impreciso. Los darwinistas que intentan hacer un cálculo físico ni siquiera pueden elegir correctamente el signo más o el signo menos. Lo que debería ser positivo es negativo, y viceversa. El signo es la parte más significativa de un número, incluso más significativa que el primer dígito. Suponga que suma todos los cheques y cargos en su cuenta corriente, resta todos los depósitos y al final concluye que tiene $13,768.92 en el banco. Si les muestra sus cálculos a los funcionarios del banco, estarán de acuerdo con sus cálculos hasta el último centavo, excepto que dirán que siempre se equivocó de signo y, por lo tanto, usted le debe al banco $13,768.92. ¿Cómo reaccionarías? ¿Muestra eso por qué, en cualquier número o cálculo, el signo más o el signo menos es la parte más significativa?
Examinemos un poco más el argumento del influjo solar. Anteriormente tuvimos en cuenta el hecho de que la Tierra irradia el calor del Sol al frío del espacio exterior. Si la Tierra absorbiera la energía del Sol y la irradiara sin demora, no habría ningún cambio de temperatura y, por lo tanto, no habría un cambio neto en la entropía. Sin embargo, la Tierra gira sobre su eje. Como una porción específica de la superficie de la Tierra pasa de la noche al amanecer, la porción es relativamente fría. A medida que el Sol se eleva sobre la porción, la porción absorbe energía y su temperatura aumenta. Mucho después de la puesta del sol, la misma porción “devuelve” el calor, irradiándolo al espacio. Cuando una porción fría de la superficie de la Tierra se calienta durante el día, comienza a una temperatura baja. Su entropía aumenta mucho, porque el cambio de entropía es grande cuando la temperatura es baja. Cuando la misma porción se enfría por la noche, sale calor de ella, comenzando a una temperatura alta. Su entropía disminuye algo, pero la magnitud del cambio es pequeña porque la temperatura es alta. En un ciclo de día y noche, primero hay un gran aumento de entropía durante el día y luego una pequeña disminución durante la noche. El efecto neto de la luz solar y la rotación de la Tierra es un aumento continuo de la entropía de la Tierra, año tras año. Una vez más, esto es completamente contrario al escenario darwinista, en el que la luz del sol que brilla sobre la Tierra supuestamente derrota la segunda ley de la termodinámica y le da a la evolución la oportunidad de producir formas de vida cada vez más complejas.
Si el ciclo de enfriamiento y calentamiento ocurriera bajo condiciones de laboratorio cuidadosamente controladas, podríamos hacer que los cambios en la temperatura y la presión del aire fueran muy graduales, sin permitir turbulencias en el aire. Sin turbulencia, la disminución inicial de entropía podría hacerse lo suficientemente grande en magnitud para compensar casi por completo el aumento posterior de entropía. Si el aumento neto de entropía es muy pequeño, el ciclo de enfriamiento y calentamiento es casi reversible. Sin embargo, para que no haya turbulencia, debe haber un cilindro y un pistón para contener el aire a medida que se calienta y se enfría, de modo que el trabajo que hace el aire a medida que se expande pueda recuperarse y usarse para comprimir el aire cuando se enfría.
No hay nada similar a un recipiente que contenga el aire sobre la superficie de la Tierra. El calentamiento y enfriamiento diario del aire impulsa vientos que disipan su energía en turbulencias. El aire libre, sin contenedor, y fresco es necesario para la vida, pero la libertad del aire también contribuye a la continua destrucción del orden. La energía del Sol llega caliente e intensa, pero se disipa a medida que el calor general se esparce por la atmósfera. El calor hace de la Tierra un lugar agradable para vivir, pero no puede concentrarse ni servir para ningún otro propósito útil. Por lo tanto, la luz solar provoca un aumento irreversible de la entropía en la Tierra.
¿Qué hace que la luz del sol sea adecuada?
La luz del sol tiene una serie de propiedades que la hacen adecuada para sustentar la vida y proporcionar información. Comencemos con la propiedad más obvia, tan obvia que puede parecer trivial, y luego pasemos a propiedades que no se entienden tan bien pero son igual de importantes para la vida.
La luz del Sol llega a la superficie de la Tierra desde una sola dirección en un momento dado. Si la luz del sol llegara a la Tierra desde todas las direcciones, no habría alternancia entre el día y la noche, porque ninguna rotación de la Tierra podría proteger de la luz ninguna parte de su superficie. Una cierta cantidad de energía fluye constantemente desde el Sol a la superficie de la Tierra, y esa energía es necesaria para sustentar la vida.
Sin embargo, algún otro arreglo podría proporcionar la entrada de energía equivalente. Supongamos, por ejemplo, que pudiéramos colocar la Tierra dentro de una cavidad cúbica hueca en algún tipo de cuerpo masivo a 280 kelvin o 7 °C, aproximadamente 45 °F. Las paredes de la cavidad tendrían que ser muy fuertes para evitar que se derrumbe. Esta idea es bastante hipotética porque no se conoce ninguna materia lo suficientemente fuerte como para hacer una cavidad rígida lo suficientemente grande como para albergar un planeta. Incluso si la hubiera, las paredes no proporcionarían luz. Las materias a temperatura ambiente o inferior no están lo suficientemente calientes para emitir luz. Cualquiera que dude de esto puede ingresar a una habitación cerrada, apagar las luces y notar que las paredes no se ven brillantes. La Tierra dentro de una cálida cavidad estaría en perpetua noche. El calor no tendría direccionalidad. Incidiría por igual en la Tierra desde todas las direcciones. No podría proporcionar la información de cronometraje que tenemos del Sol, incluso si la Tierra en la cavidad continuara girando al mismo ritmo. Sin embargo, lo más importante es que no habría alimento para bacterias, plantas o animales.
La energía solar entrante mantiene toda la vida en la Tierra al alimentar los motores de calor molecular que fotosintetizan los carbohidratos y liberan oxígeno. La clorofila es el componente más importante de estos motores. Refleja la luz verde y absorbe la luz roja, azul y violeta. La clorofila es lo que hace que las plantas verdes sean verdes. La superficie superior de una hoja es transparente, lo que permite que la luz del sol llegue a los cloroplastos, pequeños cuerpos en las hojas que contienen clorofila. Los colores absorbidos corresponden a rayos de longitudes de onda y energías fotónicas específicas. Las energías son las necesarias para mover los electrones en la molécula de clorofila desde el estado de menor energía (el estado fundamental) a ciertos estados excitados. Los importantes estados excitados de la clorofila son metaestables. Es decir, no son completamente estables, pero persisten por tiempos relativamente largos. Su meta-estabilidad les permite retener la energía de excitación el tiempo suficiente para catalizar las reacciones químicas que convierten el agua y el dióxido de carbono en un tipo de azúcar llamado glucosa. Otros motores moleculares convierten el azúcar en almidón. El almidón y los azúcares son carbohidratos, alimentos para la planta.
Cuando las sustancias químicas absorben luz, absorben un fotón por molécula. Por supuesto, dos fotones, cada uno de baja energía, pueden combinar su energía para formar el equivalente a un fotón rojo, azul o violeta. Esto es posible, pero las sustancias químicas rara vez absorben dos o más fotones a la vez. La luz se mueve muy rápido. Es muy poco probable que dos fotones lleguen a una molécula dada lo suficientemente cerca al mismo tiempo para que su energía pueda combinarse.
El Sol proporciona fotones rojos, azules y violetas. Su máxima emisión son fotones amarillos. Proporciona algunos fotones ultravioletas, pero no demasiados. Los fotones de demasiada energía son destructivos. Arrancan electrones de los átomos y hacen que las moléculas se rompan. Por otro lado, los fotones infrarrojos no tienen suficiente energía para poner la clorofila en estados excitados que pueden producir azúcar a partir de dióxido de carbono y agua. A una temperatura de 280 kelvins, 7º C o 45º F, las paredes oscuras de una cavidad emiten fotones infrarrojos con una longitud de onda de 10 micrómetros. Su energía es solo alrededor del 4% de la energía necesaria para producir luz violeta. Veinticinco de ellos tendrían que unirse a la clorofila para tener el mismo efecto que un fotón violeta. Los fotones de calor de las paredes de una cavidad cálida nunca se agrupan de esa manera. No habría fotosíntesis de carbohidratos si la luz del sol no proporcionara la luz del día en la Tierra. Muchos escolares han realizado el experimento científico de privar de luz a una planta verde. El resultado es siempre el mismo. La planta muere por falta de luz roja, azul y violeta.
Los animales dependen de las plantas verdes para obtener alimento y oxígeno. Hay algunas plantas que no tienen clorofila y no utilizan la luz solar para elaborar su alimento. La mayoría de estas plantas obtienen carbohidratos de otros organismos. Si los organismos están vivos, las plantas que se alimentan de ellos son parásitos. Las plantas que se alimentan de materia orgánica muerta son saprofitas. Tanto los parásitos como los saprofitos dependen claramente de las plantas verdes y la clorofila.
Un número relativamente pequeño de bacterias son tan autótrofas como las plantas verdes, es decir, también forman sus propios carbohidratos. Estas bacterias necesitan dióxido de carbono y la energía de la luz solar, pero utilizan sulfuro de hidrógeno (H2S) en lugar de agua (H2O). Aunque no usan clorofila, requieren luz solar de baja entropía para la fotosíntesis.
En medio de los fondos oceánicos de la Tierra hay respiraderos hidrotermales de aguas profundas donde el calor del magma de la Tierra calienta el agua. La luz del sol nunca penetra hasta las profundidades del océano. Allí, otro tipo de bacterias autótrofas oxidan sulfuros y utilizan la energía para sintetizar compuestos orgánicos. Las bacterias dependen del oxígeno disuelto en el agua de mar. Esto proviene de la fotosíntesis cerca de la superficie.
Teniendo en cuenta las plantas verdes, la clorofila y las bacterias autótrofas, concluimos que toda la vida en la Tierra depende de la fotosíntesis y la luz solar.
Paradoja de Olbers
En 1826, Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers (médico y astrónomo alemán, 1758–1840) se dio cuenta de que, si el universo es ilimitado, cada línea de visión desde la Tierra debería terminar en la superficie de una estrella. No importaba cuántas estrellas la línea pasara por alto, eventualmente habría una en el camino. Todo el cielo diurno y nocturno siempre debe ser tan brillante y caliente como la superficie de una estrella promedio. El efecto sería como tener el cielo repleto de muchas copias de nuestro Sol. El hecho de que las estrellas estén mucho más lejos que nuestro Sol no hace ninguna diferencia porque la Tierra ha tenido tiempo de alcanzar la temperatura de equilibrio con ellas. La temperatura de la Tierra debería ser como la del Sol, 10.000º F o 6.000º C. A temperaturas tan elevadas la vida en la Tierra sería imposible. La vida basada en átomos requiere compuestos de átomos muy complejos, pero incluso los compuestos más simples de dos o tres átomos se descomponen a temperaturas tan altas. Deberíamos quemarnos mucho peor que una patata frita.
Pero no estamos asados, y el cielo nocturno está oscuro. Esta contradicción se llama paradoja de Olbers. Olbers no sabía de la expansión en los cielos que enfría la luz. Hubble descubrió eso en 1929. Olbers tampoco sabía que el universo se creó hace un tiempo finito. La edad del universo no se conocía hasta hace poco tiempo. Estos dos factores, la expansión y la edad limitada del universo, mantienen el cielo frío.
La edad finita del universo nos impide ver más allá de cierto límite. Nos quedamos sin tiempo previo antes de quedarnos sin espacio. El límite que podemos ver no es el borde del universo, sino el comienzo. Algunas líneas de visión se detienen cuando alcanzan la superficie de las estrellas, pero muchas líneas de visión se remontan a tiempos mucho antes de las estrellas.
La oscuridad del espacio ahora es fría. Es mucho menos enérgico que la oscuridad de la primera noche. El comienzo y la expansión causaron la presente oscuridad del espacio. Tratemos de entender esto a partir de un ejemplo simple.
Teniendo en cuenta las plantas verdes, la clorofila y las bacterias autótrofas, concluimos que toda la vida en la Tierra depende de la fotosíntesis y la luz solar.
Paradoja de Olbers
En 1826, Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers (médico y astrónomo alemán, 1758–1840) se dio cuenta de que, si el universo es ilimitado, cada línea de visión desde la Tierra debería terminar en la superficie de una estrella. No importaba cuántas estrellas la línea pasara por alto, eventualmente habría una en el camino. Todo el cielo diurno y nocturno siempre debe ser tan brillante y caliente como la superficie de una estrella promedio. El efecto sería como tener el cielo repleto de muchas copias de nuestro Sol. El hecho de que las estrellas estén mucho más lejos que nuestro Sol no hace ninguna diferencia porque la Tierra ha tenido tiempo de alcanzar la temperatura de equilibrio con ellas. La temperatura de la Tierra debería ser como la del Sol, 10.000º F o 6.000º C. A temperaturas tan elevadas la vida en la Tierra sería imposible. La vida basada en átomos requiere compuestos de átomos muy complejos, pero incluso los compuestos más simples de dos o tres átomos se descomponen a temperaturas tan altas. Deberíamos quemarnos mucho peor que una patata frita.
Pero no estamos asados, y el cielo nocturno está oscuro. Esta contradicción se llama paradoja de Olbers. Olbers no sabía de la expansión en los cielos que enfría la luz. Hubble descubrió eso en 1929. Olbers tampoco sabía que el universo se creó hace un tiempo finito. La edad del universo no se conocía hasta hace poco tiempo. Estos dos factores, la expansión y la edad limitada del universo, mantienen el cielo frío.
La edad finita del universo nos impide ver más allá de cierto límite. Nos quedamos sin tiempo previo antes de quedarnos sin espacio. El límite que podemos ver no es el borde del universo, sino el comienzo. Algunas líneas de visión se detienen cuando alcanzan la superficie de las estrellas, pero muchas líneas de visión se remontan a tiempos mucho antes de las estrellas.
La oscuridad del espacio ahora es fría. Es mucho menos enérgico que la oscuridad de la primera noche. El comienzo y la expansión causaron la presente oscuridad del espacio. Tratemos de entender esto a partir de un ejemplo simple.