Ποιός ανακατεύει το σύμπαν;
Στο σχολείο μαθαίνουμε ότι ο κόσμος λειτουργεί χάρη στην ενέργεια. Χρειαζόμαστε ενέργεια, από τη βενζίνη, τον ήλιο ή τα πυρηνικά καύσιμα. Χάρη στην ενέργεια λειτουργούν οι κινητήρες μας, τα φυτά μας αναπτύσσονται και ξυπνάμε (σχεδόν) κάθε πρωί γεμάτοι ζωντάνια.
Κάτι όμως δεν πάει καλά εδώ. Η ενέργεια – όπως επίσης μαθαίνουμε στο σχολείο – διατηρείται. Ούτε δημιουργείται εκ του μηδενός ούτε εξαφανίζεται. Εφόσον διατηρείται, γιατί πρέπει να εφοδιαζόμαστε διαρκώς με ενέργεια; Γιατί δεν μπορούμε απλά να χρησιμοποιούμε την ίδια ενέργεια;
Η αλήθεια είναι ότι υπάρχει άφθονη ενέργεια και ότι δεν καταναλώνεται. Δεν είναι, όμως, η ενέργεια που χρειάζεται ο κόσμος για να συνεχίσει να λειτουργεί. Αυτό που χρειάζεται είναι η χαμηλή εντροπία.
Η ενέργεια (μηχανική, χημική, ηλεκτρική ή δυναμική) μετασχηματίζεται σε θερμική ενέργεια, δηλαδή σε θερμότητα. Η οποία διαδίδεται αυθόρμητα από τα θερμά προς τα ψυχρά σώματα και δεν υπάρχει δωρεάν τρόπος να την ανακτήσουμε από εκεί για να την ξαναχρησιμοποιήσουμε και να καλλιεργήσουμε τα φυτά ή να τροφοδοτήσουμε τους κινητήρες μας. Σε όλη αυτή τη διαδικασία, η ενέργεια παραμένει σταθερή, αλλά η εντροπία αυξάνεται, και αυτή ακριβώς δεν μπορεί να επιστρέψει πίσω. Το προστάζει ο δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος.
Αυτό που κινεί τον κόσμο δεν είναι οι πηγές ενέργειας, αλλά οι πηγές χαμηλής εντροπίας. Κοντά στη Γη υπάρχει μια πλούσια πηγή χαμηλής εντροπίας, ο Ήλιος. Που οφείλεται όμως η χαμηλή εντροπία του Ήλιου; Από το ότι ο Ήλιος γεννήθηκε από μια κατάσταση ακόμα χαμηλότερης εντροπίας: το πρωταρχικό νέφος από το οποίο σχηματίστηκε το ηλιακό μας σύστημα είχε μικρότερη εντροπία. Και ούτω καθεξής όσο πάμε πίσω στο παρελθόν. Ολόκληρη η ιστορία του σύμπαντος οφείλεται στην κοσμική αύξηση της εντροπίας. Μια αύξηση που δεν συντελείται απότομα. Γίνεται σταδιακά. Χρειάζεται χρόνο. Ακόμα και αν διαθέταμε μια αδιανόητα γιγαντιαία κουτάλα, θα χρειαζόταν αρκετός χρόνος για να ανακατευτεί κάτι τόσο μεγάλο όσο το σύμπαν. Το κυριότερο είναι πως η αύξηση της εντροπίας συναντά εμπόδια και κλειστές πόρτες. Δεν είναι ούτε ταχεία ούτε σταθερή, γιατί τα πράγματα παραμένουν εγκλωβισμένα σε θύλακες χαμηλής εντροπίας έως ότου κάτι ανοίξει την πόρτα σε μια διαδικασία, η οποία τελικά θα επιτρέψει την αύξηση της εντροπίας. Η αύξηση της ίδιας της εντροπίας ανοίγει με την σειρά της νέες πόρτες, μέσα από τις οποίες η εντροπία αυξάνεται περαιτέρω.
Για παράδειγμα, ένας σωρός από ξύλα έχει μεγάλη διάρκεια ζωής αν παραμείνει αδιατάρακτος. Δε βρίσκεται σε κατάσταση μέγιστης εντροπίας, γιατί τα στοιχεία από τα οποία αποτελείται, όπως ο άνθρακας και το υδρογόνο, συνδυάζονται με έναν πολύ συγκεκριμένο («εύτακτο») τρόπο για να δώσουν στο ξύλο την τελική μορφή του. Εάν διασπαστούν οι συγκεκριμένοι δεσμοί, η εντροπία αυξάνεται. Αυτό ακριβώς συμβαίνει όταν καίγεται το ξύλο: τα στοιχεία του αποσυνδέονται από τις ιδιαίτερες δομές που δίνουν μορφή στο ξύλο και η εντροπία αυξάνεται απότομα (η φωτιά είναι μια έκδηλα μη αντιστρέψιμη διαδιακασία).
Παρομοίως, ένα φράγμα στα βουνά συγκρατεί το νερό έως ότου, λόγω της φθοράς του χρόνου, δημιουργηθούν πάνω του ρωγμές, μέσα από τις οποίες θα αρχίσει να περνάει όλο και περισσότερο νερό, αυξάνοντας έτσι την εντροπία. Κατά τη διάρκεια αυτής της ακανόνιστης διαδικασίας, μεγάλα ή μικρά τμήματα του σύμπαντος παραμένουν απομονωμένα σε σχετικά σταθερές καταστάσεις για περιόδους αρκετά παρατεταμένες.
Τα έμβια όντα συγκροτούνται από παρόμοιες αλληλοσυνδεόμενες διαδικασίες. Η φωτοσύνθεση εναποθέτει χαμηλή εντροπία, από τον Ήλιο στα φυτά. Τα ζώα, τρώγωντάς τα, «τρέφονται» με χαμηλή εντροπία. Αν το μόνο που χρειαζόμασταν ήταν ενέργεια και όχι ‘αρνητική’ εντροπία, θα μπορούσαμε να τραφούμε με τη θερμότητα της Σαχάρας, και όχι με το επόμενο γεύμα μας. Μέσα σε κάθε ζωντανό κύτταρο, το περίπλοκο δίκτυο των χημικών διαδικασιών συνιστά μια δομή που ανοίγει και κλείνει πύλες, μέσα από τις οποίες μπορεί να αυξηθεί η εντροπία. Τα μόρια λειτουργούν ως καταλύτες που επιτρέπουν τη σύνδεση και και συνέλιξη διαδικασιών ή αντιστρόφως, την επιβράδυνσή τους. Όλα οφείλονται στην αύξηση της εντροπίας σε κάθε μεμονωμένη διαδικασία.
Ζωή είναι ένα δίκτυο διαδικασιών για την αύξηση της εντροπίας – διαδικασίες που λειτουργούν ως καταλύτες η μία για την άλλη. Δεν αληθεύει, όπως λέγεται κάποιες φορές, ότι η ζωή γεννάει δομές ιδιαίτερες εύτακτες, ή ότι τοπικά μειώνει την εντροπία: είναι απλώς μια διαδικασία που υποβαθμίζει και καταναλώνει την χαμηλή εντροπία της τροφής. Μια αυτοδομημένη αποδιοργάνωση, ούτε μεγαλύτερη ούτε μικρότερη απ’ ότι στο υπόλοιπο σύμπαν.
Όλο το γίγνεσθαι του κόσμου είναι μια σταδιακή διαδικασία αποδιοργάνωσης, όπως εκείνη η τράπουλα που αρχικά βρίσκεται σε τάξη και σιγά σιγά, καθώς τα χαρτιά ανακατεύονται χάνει την οργάνωσή της. Κανένας γίγαντας από ψηλά δεν ανακατεύει το σύμπαν. Το ανακάτεμα γίνεται από το ίδιο το σύμπαν, κατά τις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα μέρη του, οι οποίες ξεκινούν και σταματούν με το ανακάτεμα, συντελούμενες βήμα βήμα.
πηγή: Carlo Rovelli, «H ΤΑΞΗ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ», μετάφραση Νίκος Αποστολόπουλος, εκδόσεις Πατάκη
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου