Entropia si moartea termica a universului

Un capitol al fizicii care a generat cele mai mari „probleme” filozofice din ultimul secol şi jumătate este cel al termodinamicii. Este vorba de a doua lege a termodinamicii, numită şi al doilea principiu al termodinamicii. Ceea ce părea a fi doar o preocupare restrânsă de specialitate, a ajuns să intereseze nu numai filozofia, ci şi teologia şi chiar opinia publică, deoarece implică „moartea termică” a tot ce există, a întregii existenţe. Al doilea principiu a fost descoperit de Carnot, a fost dezvoltat de Clausius după 1850 şi a fost cuantificat matematic ceva mai târziu de fizicianul german Ludwig Boltzman. În prima sa formă, el cuprindea un enunţ de elementară observaţie şi intuiţie empirică, că în cazul unui schimb de căldură între două corpuri în contact „căldura Q schimbată este cedată de corpul cald corpului mai rece” , la care Clausius a adăugat completarea că niciodată transferul nu se poate petrece invers. Doar un corp mai cald poate ceda căldură unuia mai rece; el nu se poate niciodată încălzi pe seama pierderii unei părţi a căldurii corpului mai rece decât el. Dacă am indica sensul transmiterii energiei termice cu o săgeată, aceasta nu poate fi decât de la cald la rece şi nu invers, ceea ce transformă această săgeată într-o direcţie ireversibilă a timpului.
Nu numai că al doilea principiu presupune ireversibilitatea direcţiei timpului, dar implică în egală măsură şi o răcire treptată şi generală a materiei Universului.
Stelele, care sunt „cuptoarele” Universului, nu pot decât să piardă căldură pe seama mediului interstelar mai rece, neputând să o recupereze pe seama lui, în virtutea celui de al doilea principiu. Viitorul ei nu poate fi decât răcirea, până la nivelul mediului înconjurător. Acesta nu este la rândul său uniform, având diferite valori termice, în funcţie de distanţele până la „cuptoarele” cosmice care sunt stelele. Răcirea continuă de la un nivel la altul până la răcirea teoretică a materiei întregului Univers la aceeaşi temperatură, când se va ajunge la un echilibru termic universal. Aceasta este teoria „morţii termice” a Universului, identificată de unii filozofi cu un fel de sfârşit al lumii. După ce teoria Big Bang a fost tot mai larg acceptată, iar Steven Weinberg a calculat temperatura substanţei Atomului Primitiv la 100 de milioane de miliarde de grade, este tot mai greu de acceptat că materia succesoare s-ar putea răci până aproape de 0 absolut.
Răcirea unui corp implică contactul cu un alt corp şi a acestuia cu un altul, din ce în ce mai reci, dar cum temperatura „lavei primitive” din care s-au „turnat” acestea era extrem de ridicată, nu se poate înţelege pe seama cui s-a pierdut uriaşa cantitate de căldură. Doar dacă acceptăm o radiaţie pură, fără purtători materiali, şi care se împrăştie fără urme în afara „graniţei” actuale a Universului în expansiune, se poate înţelege o răcire atât de accentuată. Aceasta doar dacă ceea ce înţelegem noi prin căldură s-a putut transforma în nişte condiţii speciale în radiaţii imateriale, deoarece în Universul actual al doilea principiu implică o ireversibilă indisponibilizare a energiei termice. Celelalte forme de energie pot să se transforme în energie termică, iar aceasta se pierde prin răcire, ceea ce măreşte „masa” de energie indisponibilă a Universului.
Un al doilea aspect al celui de-al doilea principiu a căpătat numele de entropie. După Stephen Hawking, acesta afirmă că „dezordinea totală din univers (măsurată în entropie) creşte mereu cu timpul”, ceea ce conduce la ideea că „universul ar fi putut avea numai o existenţă finită în timp”, deoarece altfel „el ar fi degenerat într-o stare de dezordine completă, în care totul ar fi la aceeaşi temperatură” . Gamow crede că entropia poate numai să crească sau să rămână constantă , deci dezordinea nu poate să descrească. Identificând entropia cu dezordinea, Gamow enunţă legea creşterii entropiei ca „afirmarea simplă a faptului că, în toate procesele naturale, mişcarea organizată a moleculelor are tendinţa de a deveni dezorganizată sau întâmplătoare” .
Legea entropiei enunţă şi tendinţa universală spre omogenizare în detrimentul eterogenizării, o creştere ireversibilă (la scară mare) a celei dintâi pe seama celei de a doua. T. Reif consideră şi el că „orice sistem izolat tinde să ajungă într-o stare de maximă dezordine, adică o stare în care entropia lui este maximă” .
Nu toţi fizicienii sunt de acord cu identificarea entropiei cu dezordinea şi omogenizarea. Lev Landau o contrazice: „dacă sunt lăsate pe seama lor, corpurile tind spre echilibru. Starea naturală a corpurilor este echilibrul mecanic şi termic” , iar fizicianul Eywind Wichmann de la Universitatea California crede că „pe măsură ce temperatura creşte, energia medie asociată mişcării dezordonate creşte şi ea” , adică exact invers interpretării „clasice”.
După L. Petrescu şi V. Petrescu, identificarea entropiei cu dezordinea şi omogenizarea nu are sens şi trebuie abandonată, definiţia matematică a entropiei nefiind încă fundamentată ; de altfel încă Boltzman considera că creşterea entropiei nu este obligatoriu universală, putând fi una „locală”, după o creştere a entropiei urmând întotdeauna o scădere a ei (ibid.)
În legătură cu a doua identificare a entropiei, şi anume cu omogenizarea, vom constata că se admite că există un factor care o neagă; în lumea neviului ea determină omogenizarea materiei, în vreme ce forţa negentropică care este viaţa duce la eterogenizarea ei. Compatriotul nostru stabilit în Franţa, Stéphane Lupasco, porneşte de la constatarea unor teorii cosmogonice conform cărora Universul este „scena” unei gigantice confruntări de forţe, dintre care unele distructive, iar altele constructive, determinate raţional , ceea ce face ca Universul să fie logic. Acest dualism aminteşte, fără a forţa lucrurile în direcţia unei idei preconcepute, cu confruntarea dintre Dumnezeu şi diavol, divinitatea stând la baza Genezei, iar apoi aflându-se într-un conflict ireductibil cu forţa destructivă a diavolului. Confruntarea între tendinţa de neantizare, datorită entropiei, pe parcursul a zeci de miliarde de ani după Marea Explozie şi cea opusă, datorată lumii vii, de blocare a acestei tendinţe prin capacitatea sa negentropică, ar fi expresia celor două Forţe fundamentale din univers. Forţa negentropică – i-am putea spune antientropică – este cea care opune omogenizării diversificarea, iar dezordinii organizarea.
Viaţa este, după Lupasco, o „veritabilă maşinărie metabolică de nimicit omogenul”, dar în Universul nostru „triumfă poate principiul degradării energiei” . Ca şi L. Petrescu şi V. Petrescu, şi Lupasco crede că există zone anti-Clausius, în care predomină eterogenizarea asupra omogenizării, cele dintâi alcătuind un „univers dominat de vital” şi în care sistemele macrofizice ar fi minoritare .
Lupasco evocă şi teoria savantului rus (sovietic) Blohinţev, după care încă de la Marea Explozie Universul s-a împărţit în două, o Lume şi o anti-Lume, dintre care una evoluează prin dilatare şi spre dezintegrare, fiind dominată de entropie, iar cealaltă de negentropie.
Matematicianul Solomon Marcus pune problema entropiei şi consecinţelor sale cu caracter universal din perspectiva procesului ireversibil al trecerii unei părţi tot mai mari a energiei din starea de disponibilitate într-una de indisponibilitate. Săgeata timpului cosmic fiind unidirecţională şi numai înainte din cauza entropiei: „energia însăşi trece mereu dintr-o stare de disponibilitate într-una de indisponibilitate, mereu o parte utilizabilă devenind inutilizabilă” . Nu ne spune dacă ceea ce numeşte energie inutilizabilă este acelaşi lucru cu energie liberă, ci doar că organismele vii absorb „energie liberă din mediul înconjurător”, ceea ce înseamnă că aceasta este utilizabilă pentru viaţă, numai că „cu fiecare eveniment, o anumită cantitate de energie se degradează, nemaiputând fi recuperată” . El invocă în sprijinul ideii degradării energiei un citat atribuit lui Platon şi Aristotel (cei doi Mari nu au o operă comună!), după care: „creşterea şi schimbarea continuă nu sunt simptomul trecerii la o valoare nouă şi la o ordine superioară, ci exact opusul, deci manifestarea descompunerii şi haosului” . Dacă cei doi Mari au spus aşa ceva, ei n-au făcut decât să formuleze un dat empiric, şi nu un rezultat din experienţă, şi anume că în orice mişcare intervine uzura, „oboseala” şi consumul, privite ca pierdere şi epuizare.
În tehnică se vorbeşte de uzura, dar şi de „oboseala” fierului, oţelului sau altor metale, dar prin retopirea obiectelor confecţionate din ele, cele noi recapătă „vigoarea” iniţială a celor dintâi. Revigorarea Universului se poate face prin aportul unor noi energii, dar dacă există un câmp creativ de materie trebuie să existe şi un câmp creativ de energie, devreme ce el este numit în primul rând ca o Superforţă.