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De dónde proviene la ENERGÍA del UNIVERSO

De dónde proviene la ENERGÍA del UNIVERSO

 
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La energía ha constituido una pieza clave para el desarrollo de la humanidad. El hombre, desde el principio de su existencia, ha necesitado la energía para sobrevivir y avanzar. Pero ¿qué es la energía? ¿Por qué tiene tanta importancia y de dónde sale? Si es cierto lo de que no se crea ni se destruye y solo se transforma... ¿Se agotará algún día?

Resumiendo mucho, la energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
Nuestro organismo extrae la energía de los alimentos para funcionar, los motores de los vehículos recurren al combustible para moverse, el sistema eléctrico busca energía en el agua, el viento, el sol, el carbón o el petróleo, etc.

La energía se manifiesta de diferentes maneras, recibiendo así diferentes denominaciones según las acciones y los cambios que puede provocar, pero nos vamos a saltar la clasificación, y acordaremos simplemente que: La energía vendría a ser la capacidad de hacer funcionar las cosas en el universo. Es decir, la energía es un concepto asociado a la capacidad de realizar algún trabajo.

Todos recordaréis el dicho de que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. No es del todo cierto, y esto merece algunas puntualizaciones.
De entrada, en el mundo cuántico sí se genera energía a partir de la nada. Esto ya lo hablé en este artículo.

Y en el mundo macroscópico, ciertamente la energía no se crea sino que se transforma (y es durante esta transformación cuando se manifiestan las diferentes formas de energía).
Al final de cualquier proceso de transformación energética, nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio (repito, hablo a escala macroscópica).

El primer principio de la termodinámica, que afirma que la energía no puede crearse ni destruirse aunque sí transformarse, es una ley que se puede malinterpretar.
Porque a efectos prácticos, en cuanto a la eficiencia energética, en realidad la energía sí que se «destruye» como energía aprovechable, para convertirse en energía no aprovechable.
Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo útil, la otra se pierde en forma de calor, vibraciones, etc.

Alguien podría pensar que la energía utilizada para mover un coche podría ser empleada una y otra vez con los medios adecuados de reaprovechamiento energético, de forma que sólo es cuestión de tiempo y de mejor la tecnología el que estos no tuviesen que repostar jamás. Nada más lejos de la realidad.

La eficiencia energética de un motor diesel moderno no es superior al 40%. Esto significa que, de la energía química contenida en el gasoil que entra en las cámaras de combustión, sólo 40 partes de cada cien se transforman en movimiento que puede utilizarse para impulsar el coche. El resto se pierde en forma de calor, refrigeración y muchos otros elementos que intervienen en el proceso.

La siguiente pregunta lógica sería: ¿y cuándo llegaremos a alcanzar una tecnología que permita un aprovechamiento de la energía del 100%?
La respuesta a eso es... nunca. Veamos el porqué.

La segunda ley de la termodinámica afirma que, necesaria e inevitablemente, perderemos siempre cierta cantidad de energía por el camino. Esta energía perdida no se ha destruido, no, pero sí se ha transformado en una forma dispersa e inútil que no contribuye a al deseado movimiento del coche. Es importante destacar que esta imposibilidad no es una limitación de la tecnología, sino una ley física universal e inquebrantable.

Pero ¿qué tipo de «condena» es esta? ¿No podemos escapar de ella y hacer «volver» esa energía en una forma útil al 100%? ¿Y esas máquinas extraterrestres de las que hablan algunos, que generan una energía eterna inextinguible? Habladurías.

El móvil perpetuo es una máquina hipotética que sería capaz de continuar funcionando eternamente, después de un impulso inicial, sin necesidad de energía externa adicional.
Pero el hecho de impulsar un móvil sin energía externa es imposible, debido a que la energía se disipa de varias formas, principalmente en forma de calor, que es lo que produciría la máquina al estar en movimiento.

Este tipo de ideas son adoptadas principalmente por círculos religiosos, ocultistas o pseudocientíficos que creen en fuentes de energía inagotables.
Pero la tozuda realidad sobre todo esto la determina lo que llamamos entropía.

La entropía del universo es siempre creciente y no es posible hacerla retroceder, de forma que los procesos de transformación de energía son irreversibles y tienden a la dispersión de calor inútil y energía desperdiciada.
No hay vuelta atrás. Serían necesarios constantes aportes de energía adicional que generen siempre más calor del que pretendemos reunir, para obtener un sistema energético 100% aprovechable. Se trata de un callejón sin salida, no le deis más vueltas. Por tanto: Cuando hablamos de eficiencia, hablamos del intento tecnológico de aprovechar la mayor cantidad posible de energía para transformarla en trabajo útil.

Por la segunda ley de la termodinámica o entropía, habrá un momento en que la energía esté tan disipada homogéneamente por el espacio que no se podrá dar lugar a nada. Es decir, habrá un estado del universo en equilibrio térmico.
Para que nos entendamos, podríamos decir que las estructuras de este universo están condenadas a degradarse paulatinamente con el transcurso del tiempo y perder complejidad.
Todas las estrellas se consumirán, y hasta los más grandes agujeros negros también lo harán. Al final, solo quedará una amalgama de partículas y radiación.
Si bien la energía como no se habrá agotado, porque siempre hay la misma, sí que estará tan uniformemente distribuida que no podrá dar paso a ningún fenómeno más. El universo alcanzará su máxima entropía; la Muerte Térmica. Este es el destino más probable del universo, aunque no faltan otras alternativas que os dejo os explico aquí.

Hemos ido a parar al futuro lejano y ahora toca centrarse en el principio de todo:
La materia de nuestro universo ofrece ahora un aspecto muy diverso, contrariamente a cómo ésta se presentaba en sus orígenes. En el Big Bang solamente existía una masa de energía en donde todo era indiferenciado y confundido en un volumen casi puntual pero, a medida que la temperatura bajó y el universo se expandió, aparecieron nuevas estructuras que dieron lugar a la materia tal como la conocemos hoy.

El big bang no es una explosión en el espacio, no os confundáis, sino una expansión del propio espacio.
Una explosión tiene un centro a partir del cual la materia se dispersa dentro de un espacio. En cambio, en la teoría del big bang es el propio espacio el que se dispersa, y no desde un punto en particular sino en todas partes y hacia todas direcciones.
Y lo que hubo anteriormente al big bang podría ser algo que nuestra condición no nos permite alcanzar.

Es contradictorio preguntarse dónde estaba antes la materia, porque por definición, el big bang es el comienzo del espacio y del tiempo mismo.
Los físicos teóricos nos dicen algo que parece muy poco intuitivo: incluso el vacío (la nada) tiene una energía y son las fluctuaciones –o pequeños cambios aleatorios– en esta energía, las que muy probablemente acabaron generando la materia.
En efecto, la física cuántica permite que se cree algo de la nada, siempre y cuando dure poco tiempo. Es lo que dice el famoso principio de incertidumbre de Heisenberg.

La inflación, una expansión exponencial del Universo que se cree que tuvo lugar casi inmediatamente después del big bang, sería el ingrediente adicional que permitió que esas fluctuaciones minúsculas permanecieran hasta crear las galaxias, cúmulos y todo lo que vemos hoy día.

Hawking razonaba que no se puede explicar lo que sucedió antes de la expansión y que el universo se materializó a partir de la nada debido a esas fluctuaciones cuánticas.
Para Hawking, es una contradicción preguntarse qué había antes de que el propio tiempo existiera.
Otros investigadores han postulado el modelo cíclico del Gran Rebote.

Bajo esta perspectiva, en el futuro lejano nuestro universo ahora en expansión empezará a contraerse hasta miniaturizarse de nuevo en una nueva singularidad infinitesimal que abocará a otro big bang que dará lugar a otro universo cíclico.
Es decir: el cosmos que conocemos podría haber surgido de un universo anterior colapsado como el nuestro. Esta idea sugiere que podríamos estar viviendo en el primero de todos los universos, pero es posible también que vivamos en el universo número 2.000 millones (o cualquier otra cifra de una secuencia infinita de universos).

Pese a que nada indica que en el futuro nuestro universo dejará de expandirse para empezar a contraerse, esta elegante idea sugiere que una misma cantidad de energía va pasando de universo en universo de forma recurrente.
Esto puede resolver algunas dudas, pero sigue sin explicar por qué en la existencia hay energía en vez de la total usencia de energía, como en principio sería más lógico.

Las teorías más modernas apuntan al hecho de que el origen de la materia y la energía es ajeno a nuestro propio universo. Queda fuera de nuestra comprensión, por tanto.

¿Qué te ha parecido?
¿Te habías planteado todas estas cosas?
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