Capítulo IV - Las propiedades asombrosas de la materia
Tema: Comprender lo incomprensible
(Ver capítulos anteriores)
Todos estamos habituados a las propiedades de la materia y a sus transformaciones acompañada por su inseparable, la energía. Conocemos bien las características de los distintos aspectos (o materiales) que va formando, no en vano cuanto nos rodea y nosotros mismos estamos compuestos con ellos.
Pero hace poco los científicos han comenzado a investigar un par de propiedades asombrosas. O quizás no lo sean más que las que ya conocíamos y nos parecen tales por la novedad.
La primera es que en la naturaleza dos y dos son más que cuatro, o dicho de una forma más correcta que en la unión de diversos cuerpos aparecen cosas que no existían en ninguno de ellos. ¿Difícil de creer? Supongamos a un científico de otro planeta que conoce perfectamente el oxígeno y el hidrógeno pero no el agua y que sabe que esta existe en otros lugares y su fórmula H2O. Trata de deducir las características del agua a partir de las del oxígeno y del hidrógeno, dos gases. Imposible que llegue a averiguar que el agua es líquida a temperatura y presión ambiente, con puntos muy próximos de cambio de estado (cero y cien grados), que es capaz de disolver a otros materiales sólidos y a cuales, etc.
Y naturalmente las combinaciones no se reducen a dos elementos de los más sencillos como en el ejemplo. Aunque todas las moléculas nos resulten invisibles por su pequeñez, sus diferencias relativas de tamaño son muy grandes. Supongamos que hacemos un modelo en el que representamos a la más pequeña (hidrógeno, compuesto por un sólo átomo) por un ladrillo, las mayores (como las moléculas a base de carbono de que estamos compuestos) tendrían la altura de un rascacielos y una estructura mucho más complicada.
La segunda característica misteriosa es la capacidad de la materia para autoorganizarse. Tenemos tres tipos. Cerrado (que no se da en la naturaleza), en una probeta de laboratorio ponemos diversos componentes, comienzan a reaccionar entre ellos transformándose y variando con el tiempo, intercambiando entre sí átomos y energía, tomando diversas configuraciones y estructura, hasta llegar por fin a un estado de equilibrio en el que ya no se producen más transformaciones.
El segundo tipo es abierto, similar al primero pero el conjunto intercambia continuamente materiales y energía con su entorno en el que existe una cantidad mucho mayor de todos ellos, el sistema resulta bastante más complicado y adopta estructuras y configuraciones variables, dependiendo de los materiales y energía que intercambia.
El tercer tipo es el más interesante, abierto en cuanto al intercambio de materiales y energía con su entorno, pero cerrado en cuanto adquiere una configuración y estructura interna que mantiene a pesar de los cambios que le llegan del exterior. Naturalmente dentro de ciertos límites traspasados los cuales no puede mantener su organización interna y desaparece.
Un huracán nace cuando la temperatura de la superficie del mar en un punto es muy alta. El aire situado en contacto con ella se calienta, se hace más liviano y asciende, el que le rodea viene a ocupar su puesto desplazándose horizontalmente desde todos los lados, la columna de aire asciende. A causa del efecto coriolis (que aquí no nos interesa) la columna comienza a girar como el agua que sale por el desagüe de una bañera, el violento ascenso aspira agua que una vez enfriada en las alturas regresa en forma de lluvia, ya tenemos formado al huracán.
El fenómeno intercambia energía calorífica (que toma del agua y difunde en las alturas) y materiales (agua principalmente) de su entorno de forma continua, pero conserva su forma a pesar de las variaciones del flujo que le alimenta. Se desplaza, pero sigue girando hasta que sale a tierra y al faltarle el agua no puede resistir y muere.
De forma similar, mediante la autoorganización surgió el universo, y se formaron las galaxias, las estrellas, sus sistemas planetarios y La Tierra, y apareció la vida en ella.
(continuará)
2 comentarios
JMTT -
El estudio del comportamiento de un átomo, en principio, puede parecer que no nos llevaría nunca a conocer el conocimiento de trillones de átomos. Es decir, podríamos pensar que si estudiamos una simple partícula que es sólo una trillonésima parte del todo, no sacaremos ninguna conclusión del cuerpo que forma.
Sin embargo, sí existe una disciplina de la física que se dedica a ello: la mecánica estadística. En ella, el estudio del comportamiento de las partículas se generaliza a grandes conjuntos, utilizando el mismo procedimiento que cuando se estudian grandes masas de población a partir de datos de algunos individuos: la estadística.
Los resultados para gases y líquidos son espectaculares.
Esbrújulo -
AVISO a los antiguos "unicornios".
Luís Muiño ha reanudado (por fin) su blog El Hábitat del Unicornio.