La termodinámica de la vida
La segunda ley es especialmente aplicable cuando investigamos organismos vivos. Aquí veremos cómo los organismos vivos se mantienen en un estado de baja entropía para mantenerse con vida.
Ya hemos descubierto la línea divisoria entre lo simple y lo complejo, en el límite exterior de lo que puede hacer la acción aleatoria. Ahora sabemos por qué no pueden surgir estructuras complejas cuando la selección natural está restringida a pequeños cambios. Nuestra investigación utilizó la termodinámica, transformada en teoría de la información, para concluir que el darwinismo es inadecuado para explicar la presencia de la rica variedad de estructuras biológicas en la Tierra. Este hallazgo es negativo, es decir, no dice positivamente cómo debemos modificar el darwinismo para producir una explicación adecuada. En la segunda parte de este capítulo discutiremos el papel de los hallazgos negativos en el avance de la ciencia.
Organismos vivos y máquinas térmicas
La luz solar es una energía de entropía relativamente baja en comparación con el calor. Los fotones de luz tienen cien veces más energía que los fotones de calor. Por lo tanto, el calor es energía de alta entropía. Los rayos ultravioletas tienen una entropía aún más baja que la luz visible del Sol, pero los que tienen la entropía más baja suelen tener un efecto destructivo. La mayoría de las sustancias orgánicas se descomponen bajo la exposición a los fotones de alta energía que viajan en los rayos ultravioleta de menor entropía. Cuando las sustancias se descomponen, aumentan la entropía de la Tierra.
Se necesita clorofila para convertir la energía de baja entropía en alimentos de baja entropía. Comemos este alimento para mantenernos en un estado de baja entropía.
La clorofila es una especie de motor térmico que separa el carbono y el hidrógeno del oxígeno mientras expulsa calor de alta entropía a baja temperatura. El carbono y el hidrógeno acaban en la materia vegetal de la planta y el oxígeno pasa a la atmósfera. La separación del carbono y el hidrógeno del oxígeno reduce la entropía de la atmósfera y permite la vida animal con movimientos libres y sistemas nerviosos como nuestro cerebro. Por lo tanto, una fuente de energía de baja entropía sostiene nuestra capacidad de procesar información con inteligencia.
Los animales y los humanos son motores térmicos que usan oxígeno y liberan dióxido de carbono. Las plantas usan dióxido de carbono y liberan oxígeno. Las plantas y los animales son complementarios, pero las plantas tenían que ser lo primero. El oxígeno es muy reactivo y, por lo tanto, generalmente se encuentra en combinación con agua, dióxido de carbono y minerales. La narrativa de la creación en Génesis capitulo 1 tiene razón cuando dice que la vegetación vino antes que los animales y las personas. Las plantas condicionaron la atmósfera de la Tierra durante mucho tiempo antes de que la atmósfera fuera adecuada para los animales y las personas. ¿Cómo supo Moisés que la vegetación estaba antes que los animales y las personas?
La vida sin luz solar
En la Tierra hay respiraderos hidrotermales de aguas profundas donde la luz del sol nunca penetra, pero donde ciertas bacterias fabrican alimentos a partir de minerales. Para ello utilizan el oxígeno disuelto en el agua. Pero, ¿cómo llega el oxígeno al agua? Proviene de la fotosíntesis justo debajo de la superficie del mar. La clorofila en las algas flotantes y el plancton libera oxígeno, pero la mayor parte del oxígeno se disuelve en el agua en lugar de ir a la atmósfera. Las corrientes oceánicas mezclan el agua superficial con el agua de las profundidades, distribuyendo el oxígeno hasta el fondo. Este proceso funciona continuamente. El oxígeno es muy reactivo. El oxígeno se combina gradualmente con otros elementos para formar minerales. Si la contaminación del agua mata las algas y el plancton o la contaminación atmosférica impide que la luz del sol llegue a la superficie, eventualmente no habrá oxígeno suficiente para sustentar la vida cerca de los respiraderos de aguas profundas.
Conocer la termodinámica y el papel de la clorofila en el sostenimiento de la vida nos permite evaluar la idea que algunos miembros de la NASA están planteando de que pueden encontrar vida bajo el hielo de Europa, una de las lunas de Júpiter.[i] Europa posiblemente tenga capas de agua líquida debajo su superficie congelada. La poderosa gravedad de Júpiter puede causar efectos de marea lo suficientemente fuertes como para calentar y derretir algunas partes del subsuelo del hielo. Las capas de hielo suprayacentes pueden suministrar la presión que el agua necesita para evitar que hierva. Pero el agua debajo de las capas de hielo no tendrá oxígeno disuelto. Incluso si la fotosíntesis o algún otro proceso liberara oxígeno a partir de la débil luz solar que incidía en la superficie de Europa, el oxígeno nunca podría abrirse paso a través de la superficie del hielo hacia las capas líquidas que se encuentran debajo.
[i] Johnson, Torrence V., “A Look at the Galilean Satellites after the Galileo Mission [Una mirada a los satélites galileanos después de la misión Galileo”, Physics Today, 57 (Número 4, abril de 2004), págs. 77–83.
Seguramente la NASA tiene científicos que saben lo que acabamos de explicar arriba. Ciertas dinámicas presupuestarias evitan que los científicos de la NASA sean sensacionalistas. El problema es que la posibilidad, por inverosímil y evanescente que sea, de encontrar vida extraterrestre, es tan sensacional que pasa por alto la precaución científica razonable y desvía la mente popular.
La segunda ley es especialmente aplicable cuando investigamos organismos vivos. Aquí veremos cómo los organismos vivos se mantienen en un estado de baja entropía para mantenerse con vida.
Ya hemos descubierto la línea divisoria entre lo simple y lo complejo, en el límite exterior de lo que puede hacer la acción aleatoria. Ahora sabemos por qué no pueden surgir estructuras complejas cuando la selección natural está restringida a pequeños cambios. Nuestra investigación utilizó la termodinámica, transformada en teoría de la información, para concluir que el darwinismo es inadecuado para explicar la presencia de la rica variedad de estructuras biológicas en la Tierra. Este hallazgo es negativo, es decir, no dice positivamente cómo debemos modificar el darwinismo para producir una explicación adecuada. En la segunda parte de este capítulo discutiremos el papel de los hallazgos negativos en el avance de la ciencia.
Organismos vivos y máquinas térmicas
La luz solar es una energía de entropía relativamente baja en comparación con el calor. Los fotones de luz tienen cien veces más energía que los fotones de calor. Por lo tanto, el calor es energía de alta entropía. Los rayos ultravioletas tienen una entropía aún más baja que la luz visible del Sol, pero los que tienen la entropía más baja suelen tener un efecto destructivo. La mayoría de las sustancias orgánicas se descomponen bajo la exposición a los fotones de alta energía que viajan en los rayos ultravioleta de menor entropía. Cuando las sustancias se descomponen, aumentan la entropía de la Tierra.
Se necesita clorofila para convertir la energía de baja entropía en alimentos de baja entropía. Comemos este alimento para mantenernos en un estado de baja entropía.
La clorofila es una especie de motor térmico que separa el carbono y el hidrógeno del oxígeno mientras expulsa calor de alta entropía a baja temperatura. El carbono y el hidrógeno acaban en la materia vegetal de la planta y el oxígeno pasa a la atmósfera. La separación del carbono y el hidrógeno del oxígeno reduce la entropía de la atmósfera y permite la vida animal con movimientos libres y sistemas nerviosos como nuestro cerebro. Por lo tanto, una fuente de energía de baja entropía sostiene nuestra capacidad de procesar información con inteligencia.
Los animales y los humanos son motores térmicos que usan oxígeno y liberan dióxido de carbono. Las plantas usan dióxido de carbono y liberan oxígeno. Las plantas y los animales son complementarios, pero las plantas tenían que ser lo primero. El oxígeno es muy reactivo y, por lo tanto, generalmente se encuentra en combinación con agua, dióxido de carbono y minerales. La narrativa de la creación en Génesis capitulo 1 tiene razón cuando dice que la vegetación vino antes que los animales y las personas. Las plantas condicionaron la atmósfera de la Tierra durante mucho tiempo antes de que la atmósfera fuera adecuada para los animales y las personas. ¿Cómo supo Moisés que la vegetación estaba antes que los animales y las personas?
La vida sin luz solar
En la Tierra hay respiraderos hidrotermales de aguas profundas donde la luz del sol nunca penetra, pero donde ciertas bacterias fabrican alimentos a partir de minerales. Para ello utilizan el oxígeno disuelto en el agua. Pero, ¿cómo llega el oxígeno al agua? Proviene de la fotosíntesis justo debajo de la superficie del mar. La clorofila en las algas flotantes y el plancton libera oxígeno, pero la mayor parte del oxígeno se disuelve en el agua en lugar de ir a la atmósfera. Las corrientes oceánicas mezclan el agua superficial con el agua de las profundidades, distribuyendo el oxígeno hasta el fondo. Este proceso funciona continuamente. El oxígeno es muy reactivo. El oxígeno se combina gradualmente con otros elementos para formar minerales. Si la contaminación del agua mata las algas y el plancton o la contaminación atmosférica impide que la luz del sol llegue a la superficie, eventualmente no habrá oxígeno suficiente para sustentar la vida cerca de los respiraderos de aguas profundas.
Conocer la termodinámica y el papel de la clorofila en el sostenimiento de la vida nos permite evaluar la idea que algunos miembros de la NASA están planteando de que pueden encontrar vida bajo el hielo de Europa, una de las lunas de Júpiter.[i] Europa posiblemente tenga capas de agua líquida debajo su superficie congelada. La poderosa gravedad de Júpiter puede causar efectos de marea lo suficientemente fuertes como para calentar y derretir algunas partes del subsuelo del hielo. Las capas de hielo suprayacentes pueden suministrar la presión que el agua necesita para evitar que hierva. Pero el agua debajo de las capas de hielo no tendrá oxígeno disuelto. Incluso si la fotosíntesis o algún otro proceso liberara oxígeno a partir de la débil luz solar que incidía en la superficie de Europa, el oxígeno nunca podría abrirse paso a través de la superficie del hielo hacia las capas líquidas que se encuentran debajo.
[i] Johnson, Torrence V., “A Look at the Galilean Satellites after the Galileo Mission [Una mirada a los satélites galileanos después de la misión Galileo”, Physics Today, 57 (Número 4, abril de 2004), págs. 77–83.
Seguramente la NASA tiene científicos que saben lo que acabamos de explicar arriba. Ciertas dinámicas presupuestarias evitan que los científicos de la NASA sean sensacionalistas. El problema es que la posibilidad, por inverosímil y evanescente que sea, de encontrar vida extraterrestre, es tan sensacional que pasa por alto la precaución científica razonable y desvía la mente popular.