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CuriosaMente - Videos Interessantes, ¿La entropía destruirá el universo? - CuriosaMente 139

¿La entropía destruirá el universo? - CuriosaMente 139

La palabra “entropía” evoca imágenes de caos, desorden y destrucción, y hasta

se habla de que la entropía sería el fin del cosmos, pero ¿qué es la entropía?

Platzi presenta: ¿La entropía destruirá el universo?

Para entender la entropía, debemos entender primero la segunda ley de la termodinámica,

un principio tan fundamental para la física que Einstein y Arthur Eddington aseguraron

que nunca sería derrocado. Si colocas un cubito de hielo en una taza

de té caliente, sin interactuar con otros elementos, el té se enfriará al mismo tiempo

que el hielo se calentará y se derretirá. Al final, el agua del cubo y la del té tendrán

la misma temperatura. La energía siempre fluye en un sentido: del

cuerpo que tiene más energía (el té) al que tiene menos (el hielo), nunca al revés.

La entropía es la medida de qué tan uniformemente está distribuida la energía en un sistema.

En el sistema “hielo-té” hay menos entropía al principio que al final, cuando la energía

está distribuida uniformemente. Y lo que la segunda ley de la termodinámica asevera

es que, en un sistema aislado, la entropía nunca disminuye: sólo puede aumentar.

¿Entonces la entropía es como una “fuerza” que siempre está queriendo aumentar? No precisamente.

Más bien crece como una consecuencia de las matemáticas, específicamente de la estadística.

Quien primero estudió esto fue el austriaco Ludwig Boltzman.

Imagina que tienes un tablerito donde puedes colocar cuatro canicas: dos negras y dos blancas.

Las puedes colocar de varias maneras diferentes: así, así, así, así, así o así… cada

una de esas seis maneras se llama “microestado”. En un sistema así de pequeño tenemos cuatro

microestados en los que la energía está separada y sólo dos microestados en los que

la energía está distribuida. Tenemos sólo dos macroestados posibles.

Si la cuadrícula fuera de 10 por 10, ¿cuántos microestados posibles tendríamos? Según

nuestros amigos de MindMachineTV y Astrofísicos en acción, que nos ayudaron a hacer el cálculo,

serían más de 1 por 10 a la 29 microestados posibles ¡un uno con 29 ceros! Más combinaciones

que el número de estrellas en el universo observable. La mayoría de los microestados

son estados de alta entropía, o sea, donde las fichas blancas y negras están distribuidas

de manera prácticamente uniforme, y sólo hay 6 donde están separadas perfectamente.

Ahora imagina que no son 100, sino miles, millones o cientos de millones de partículas.

¡La cantidad de combinaciones posibles es gigantesca, y la posibilidad de lograr una

combinación “ordenada”, infinitesimalmente pequeña!

Si llenas un frasco con canicas, cuidando que la mitad de la derecha sean sólo canicas

negras y la de la izquierda sólo canicas blancas, introduces una barra y empiezas a

girarla en una dirección, las canicas empezarán a mezclarse en uno de los millones de combinaciones

posibles. Si inviertes la dirección del giro ¡no verás que vuelven a su posición original!

La entropía siempre gana. Es como vaciar leche en tu té: agitar la mezcla sólo producirá

que las moléculas de ambas sustancias se reacomoden en uno de los millones de microestados

que conducen a un macroestado “revuelto”, podrías estar agitando por años y nunca

verás que la leche se reagrupe en el punto donde se virtió ((EN VOZ MÁS BAJA) podría

ser que, si dejas de agitar la mezcla, la leche, con más contenido de grasa, forme

una capa arriba, pero ese es otro fenómeno que tiene que ver con la densidad).

Aunque los microestados de un sistema grande son prácticamente incalculables -por ejemplo,

las posiciones, velocidades y vibraciones de cada una de las moléculas en un recipiente

lleno de aire-, los macroestados, que son el resultado de los microestados, son fáciles

de medir: la temperatura, presión y volumen de esa masa de aire, por ejemplo.

Hay macroestados a los que percibimos como ordenados, y decimos que contienen mayor información,

y a los que tienen mayor entropía, los percibimos como desordenados y sin sentido. Aunque a

nivel microestado se necesite más información para definir la posición de cada elemento,

el macroestado entrópico contiene menos información. Percibimos estos sistemas como ruido. Es el

caso del ruido blanco, por ejemplo. Como puedes ver, es fácil de pasar de un

sistema ordenado a un sistema entrópico, y casi imposible lo contrario (PAUSA 3 SEGUNDOS).

Por eso, la segunda ley de la termodinámica es la única de las leyes físicas fundamentales

que describe una “flecha del tiempo”. Entonces, si concebimos al universo en su

totalidad como un sistema aislado y aplicamos la segunda ley de la termodinámica ¡resulta

que en algún momento del futuro remoto (muy, muy remoto), el universo llegaría a un estado

de entropía total, donde toda la energía estaría distribuida uniformemente.

Todos los mecanismos -máquinas, seres vivos, estrellas y planetas- necesitan que haya diferencias

de energía para funcionar: el trabajo es producto del flujo de energía. Al no haber

diferencia alguna, nada se movería: llegaríamos a la “muerte térmica del universo”. Este

concepto se daba por sentado hace algunas décadas, pero en los últimos tiempos se

ha empezado a cuestionar: se argumenta que si la constante cosmológica (la densidad

energética del vacío del espacio) no es cero, sino positiva, como apuntan las investigaciones

actuales, ¡la muerte térmica del universo nunca llegará!

Una pregunta interesante: si los sistemas tienden a cada vez a mayor entropía ¿cómo

es posible el surgimiento y evolución de la vida? Y la responderemos ¡en otro video!

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y estadística ¡y casi 200 cursos más! Entra a platzi.com/curiosamente y obtén un mes

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TV y Astrofísicos en acción para saber más del universo! ¡Ah y gracias a Celia Ávalos

por su ayuda matemática!

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¿La entropía destruirá el universo? - CuriosaMente 139 |entropy|will destroy||| Wird die Entropie das Universum zerstören? - KuriosaMente 139 Will entropy destroy the universe? - CuriosaMente 139 L'entropie détruira-t-elle l'univers ? - CuriosaMente 139 L'entropia distruggerà l'universo? - CuriosaMente 139 エントロピーは宇宙を滅ぼすのか?- キュリオサメンテ139 Zal entropie het universum vernietigen? - CuriosaMente 139 A entropia vai destruir o universo? - CuriosaMente 139 Уничтожит ли энтропия Вселенную? - CuriosaMente 139 熵会毁灭宇宙吗?- 好奇心 139

La palabra “entropía” evoca imágenes de caos, desorden y destrucción, y hasta ||энтропия|вызывает|||||||| ||entropy|evokes|images|||disorder|||and|even to The word 'entropy' evokes images of chaos, disorder, and destruction, and even A palavra entropia evoca imagens de caos, desordem e destruição

se habla de que la entropía sería el fin del cosmos, pero ¿qué es la entropía? one||||||||||cosmos||||| it is said that entropy would be the end of the cosmos, but what is entropy? e até se fala que a entropia seria o fim do cosmos, porém, o que é a

Platzi presenta: ¿La entropía destruirá el universo? Platzi|||||| Platzi presents: Will entropy destroy the universe?

Para entender la entropía, debemos entender primero la segunda ley de la termodinámica, ||||||||||||thermodynamics To understand entropy, we first need to understand the second law of thermodynamics, Segunda Lei da Termodinâmica.

un principio tan fundamental para la física que Einstein y Arthur Eddington aseguraron ||||||physics|that|Einstein||Eddington|Eddington|asserted a principle so fundamental to physics that Einstein and Arthur Eddington stated Um princípio tão fundamental para a física que Einstein e Arthur Eddington asseguraram

que nunca sería derrocado. Si colocas un cubito de hielo en una taza |||свергнут||положишь||кубик||||| that|||overthrown||you place||ice cube||||| that it would never be overthrown. If you place an ice cube in a cup que nunca seria derrubado. Se colocar um cubo de gelo em uma xícara de chá quente

de té caliente, sin interactuar con otros elementos, el té se enfriará al mismo tiempo ||||to interact|||||||will cool down||| from hot tea, without interacting with other elements, the tea will cool down at the same time

que el hielo se calentará y se derretirá. Al final, el agua del cubo y la del té tendrán |||||||растает||||||||||| ||||will warm|||will melt|At the|||||bucket||||| as the ice will warm up and melt. In the end, the water in the cube and that in the tea will have

la misma temperatura. La energía siempre fluye en un sentido: del ||||||течет|||| ||||||flows|||| the same temperature. Energy always flows in one direction: from A energia sempre flui em um sentido

cuerpo que tiene más energía (el té) al que tiene menos (el hielo), nunca al revés. a body that has more energy (the tea) to that which has less (the ice), never the other way around.

La entropía es la medida de qué tan uniformemente está distribuida la energía en un sistema. ||||measure||||uniformly||distributed||||| Entropy is the measure of how uniformly energy is distributed in a system. em um sistema.

En el sistema “hielo-té” hay menos entropía al principio que al final, cuando la energía In the 'ice-tea' system, there is less entropy at the beginning than at the end, when energy No sistema gelo-chá existe menos entropia no início do que ao final.

está distribuida uniformemente. Y lo que la segunda ley de la termodinámica asevera ||||||||||||утверждает ||||||||||||asserts it is distributed evenly. And what the second law of thermodynamics asserts

es que, en un sistema aislado, la entropía nunca disminuye: sólo puede aumentar. |||||||||уменьшается||| |||||||||decreases||| is that, in an isolated system, entropy never decreases: it can only increase. diminui, só pode aumentar.

¿Entonces la entropía es como una “fuerza” que siempre está queriendo aumentar? No precisamente. ||||||||||хочет||| ||||||||||wanting to||| So is entropy like a 'force' that always wants to increase? Not exactly. Então, a entropia é como uma força que sempre está querendo aumentar? Não precisamente.

Más bien crece como una consecuencia de las matemáticas, específicamente de la estadística. More|||||consequence||||||| Rather, it grows as a consequence of mathematics, specifically statistics. O mais certo é que cresce como uma consequência da matemática, especificamente da Estatística.

Quien primero estudió esto fue el austriaco Ludwig Boltzman. ||||||Austrian|Ludwig|Boltzmann The first to study this was the Austrian Ludwig Boltzmann. Quem primeiro estudou isso foi o austríaco Ludwig Boltzman.

Imagina que tienes un tablerito donde puedes colocar cuatro canicas: dos negras y dos blancas. ||||доска|||положить||шарики||||| ||||small board||you can|to place||marbles||||| Imagine that you have a small board where you can place four marbles: two black and two white. Imagina que você tem um tabuleiro onde pode colocar quatro bolinhas duas pretas e duas brancas

Las puedes colocar de varias maneras diferentes: así, así, así, así, así o así… cada ||to place|||||||||||| Pode as colocar de várias maneiras diferentes assim assim

una de esas seis maneras se llama “microestado”. En un sistema así de pequeño tenemos cuatro |||||||microstate|||||||| one of those six ways is called 'microstate'. In such a small system we have four

microestados en los que la energía está separada y sólo dos microestados en los que microstates|||||||separated||||microstates||| microstates in which the energy is separated and only two microstates in which e só dois microestados

la energía está distribuida. Tenemos sólo dos macroestados posibles. |||||||macro states| the energy is distributed. We have only two possible macrostates. em que a energia está distribuída. Temos só dois Macroestados possíveis.

Si la cuadrícula fuera de 10 por 10, ¿cuántos microestados posibles tendríamos? Según ||grid|||||||| If the grid were 10 by 10, how many possible microstates would we have? According to Se a tabela fosse de dez por dez, quantos microestados possíveis teríamos?

nuestros amigos de MindMachineTV y Astrofísicos en acción, que nos ayudaron a hacer el cálculo, |||Mind Machine TV||Astrophysicists|||||||||calculation our friends at MindMachineTV and Astrophysicists in action, who helped us with the calculation, Segundo nossos amigos de MindMachineTV e Astrofísicos em Ação, que nos ajudaram a fazer o cálculo, seria mais de

serían más de 1 por 10 a la 29 microestados posibles ¡un uno con 29 ceros! Más combinaciones |||||||||||||combinations there would be more than 1 times 10 to the 29th possible microstates, that's a one followed by 29 zeros! More combinations 1 vezes 10, elevado a 29 microestados possíveis. um 1, com 29 zeros mais combinações que

que el número de estrellas en el universo observable. La mayoría de los microestados ||||||||observable||||| that the number of stars in the observable universe. Most of the microstates

son estados de alta entropía, o sea, donde las fichas blancas y negras están distribuidas |||||||||фишки|||||распределены ||of|||||||pieces|||||distributed are states of high entropy, that is, where the white and black tokens are distributed estão distribuídas de maneira

de manera prácticamente uniforme, y sólo hay 6 donde están separadas perfectamente. ||practically|||||||| in a practically uniform manner, and there are only 6 where they are perfectly separated. praticamente uniforme, e somente existem seis onde estão separadas perfeitamente.

Ahora imagina que no son 100, sino miles, millones o cientos de millones de partículas. Now imagine that they are not 100, but thousands, millions, or hundreds of millions of particles. Agora imagina que não são cem, mas milhares, milhões ou centenas de milhões de partículas.

¡La cantidad de combinaciones posibles es gigantesca, y la posibilidad de lograr una ||||||gigantic|||||| The number of possible combinations is gigantic, and the possibility of achieving one A quantidade de combinações possível é gigantesca, e a possibilidade de conseguir uma combinação

combinación “ordenada”, infinitesimalmente pequeña! |ordered|infinitesimally| ordered combination, infinitesimally small! ordenada, infinitesimalmente pequena

Si llenas un frasco con canicas, cuidando que la mitad de la derecha sean sólo canicas |наполняешь||банка||шарики|обращая внимание||||||||| If|you fill||jar||marbles|taking care||||||right|||marbles If you fill a jar with marbles, ensuring that the right half contains only black marbles

negras y la de la izquierda sólo canicas blancas, introduces una barra y empiezas a |||||||||||планка||| |||||||marbles||introduces||bar||you start to| and the left half contains only white marbles, you insert a bar and start to introduz uma barra, e começa a girá-la

girarla en una dirección, las canicas empezarán a mezclarse en uno de los millones de combinaciones повернуть её||||||||||||||| to spin it|||||marbles|will start||to mix|||||||combinations turn it in one direction, the marbles will start to mix in one of the millions of combinations em uma direção, as bolinhas começarão a misturar-se em uma das milhares de combinações

posibles. Si inviertes la dirección del giro ¡no verás que vuelven a su posición original! ||you invest|||of the|turn|no|you will see|||||| possible. If you reverse the direction of the spin you will see that they return to their original position! Se inverter a direção do giro, não verá voltarem a sua posição original.

La entropía siempre gana. Es como vaciar leche en tu té: agitar la mezcla sólo producirá ||||||влить||||||||| |entropy|||||to empty|||||to stir||mix||will produce Entropy always wins. It's like pouring milk into your tea: stirring the mixture will only produce A entropia sempre ganha! É como jogar leite em teu chá, agitar a mistura

que las moléculas de ambas sustancias se reacomoden en uno de los millones de microestados ||molecules|||substances||rearrange|||||||microstates that the molecules of both substances rearrange themselves into one of the millions of microstates somente fará com que as moléculas de ambas as substâncias se reacomodem em um dos milhões de microestados

que conducen a un macroestado “revuelto”, podrías estar agitando por años y nunca |lead to|||macrostate|turbulent|you could||shaking|||| that lead to a 'stirred' macrostate, you could be shaking for years and never que conduzem a um macroestado revolto. Poderia ficar agitando por anos, e

verás que la leche se reagrupe en el punto donde se virtió ((EN VOZ MÁS BAJA) podría |||milk||reconsolidate||||where||spilled|||||could see the milk regroup at the point where it was poured ((IN A LOWER VOICE) it could nunca veria o leite se reagrupar no ponto de onde foi jogado.

ser que, si dejas de agitar la mezcla, la leche, con más contenido de grasa, forme |||you stop|||||||||||fat|forms It is that, if you stop stirring the mixture, the milk, with more fat content, will form Poderia ser que se deixar de agitar a mistura, o leite, com mais conteúdo

una capa arriba, pero ese es otro fenómeno que tiene que ver con la densidad). |layer||||||phenomenon|||||||density a layer on top, but that is another phenomenon that has to do with density). de gordura, forme uma capa em cima. Porém, esse é outro fenômeno que tem a ver com a densidade.

Aunque los microestados de un sistema grande son prácticamente incalculables -por ejemplo, ||microstates|||||||uncountable|| Although the microstates of a large system are practically incalculable - for example, Ainda que os microestados de um sistema grande são praticamente incalculáveis, por exemplo

las posiciones, velocidades y vibraciones de cada una de las moléculas en un recipiente ||speeds||vibrations|||||||||container the positions, velocities, and vibrations of each of the molecules in a container as posições, velocidades e vibrações de cada uma das moléculas. Em um recipiente

lleno de aire-, los macroestados, que son el resultado de los microestados, son fáciles filled with air-, the macrostates, which are the result of the microstates, are easy cheio de ar, os macroestados que são o resultado dos microestados,

de medir: la temperatura, presión y volumen de esa masa de aire, por ejemplo. |to measure|||pressure||volume|||mass|||| to measure: the temperature, pressure, and volume of that mass of air, for example. são fáceis de medir. A temperatura, pressão e volume dessa massa de ar, por exemplo.

Hay macroestados a los que percibimos como ordenados, y decimos que contienen mayor información, |macro states||||we perceive||ordered||||contain|| There are macrostates that we perceive as ordered, and we say they contain more information, que vemos ordenados e dizemos que contém maior informação, e os que têm

y a los que tienen mayor entropía, los percibimos como desordenados y sin sentido. Aunque a ||||||entropy||we perceive||unordered||||| and those that have greater entropy, we perceive as disordered and meaningless. Although at the maior entropia, vemos como desordenados e sem sentido, ainda que

nivel microestado se necesite más información para definir la posición de cada elemento, level|microstate||needed||||to define|||||element microstate level more information is needed to define the position of each element, a nível de microestado, necessite maior informação para definir a posição de cada elemento.

el macroestado entrópico contiene menos información. Percibimos estos sistemas como ruido. Es el |macrostate|entropic|contains||||||||| the entropic macrostate contains less information. We perceive these systems as noise. It is the O macroestado entrópico contém menos informação. Percebemos esses sistemas como ruído,

caso del ruido blanco, por ejemplo. Como puedes ver, es fácil de pasar de un case of white noise, for example. As you can see, it is easy to transition from an é o caso do' ruído branco', por exemplo. Como pode ver, é fácil passar de um sistema

sistema ordenado a un sistema entrópico, y casi imposible lo contrario (PAUSA 3 SEGUNDOS). |||||||||||PAUSE| ordered system to an entropic system, and almost impossible to do the opposite (PAUSE 3 SECONDS). ordenado a um sistema entrópico, e quase impossível o contrário.

Por eso, la segunda ley de la termodinámica es la única de las leyes físicas fundamentales |||||||||the|||||physical|fundamental Segunda Lei da Termodinâmica é a única das leis da física fundamentais que descrevem

que describe una “flecha del tiempo”. Entonces, si concebimos al universo en su |||arrow|||||we conceive|||| which describes an "arrow of time". So, if we conceive of the universe in its

totalidad como un sistema aislado y aplicamos la segunda ley de la termodinámica ¡resulta totality||||isolated||we apply||||||thermodynamics| totality as an isolated system and we apply the second law of thermodynamics it turns out

que en algún momento del futuro remoto (muy, muy remoto), el universo llegaría a un estado ||||||remote||||||would arrive||| that at some point in the distant future (very, very distant), the universe would reach a state o Universo chegaria a um estado de entropia

de entropía total, donde toda la energía estaría distribuida uniformemente. of total entropy, where all energy would be uniformly distributed. total, de onde toda a energia estaria distribuída uniformemente.

Todos los mecanismos -máquinas, seres vivos, estrellas y planetas- necesitan que haya diferencias ||mechanisms|machines||||||||| All mechanisms -machines, living beings, stars, and planets- need differences Todos os mecanismos, máquinas, seres vivos, estrelas e planetas necessitam que existam

de energía para funcionar: el trabajo es producto del flujo de energía. Al no haber |||to function||||product||flow|||To the|| in energy to function: work is the product of the flow of energy. Without any diferenças de energia para funcionar. O trabalho é produto do fluxo de energia.

diferencia alguna, nada se movería: llegaríamos a la “muerte térmica del universo”. Este ||||would move|we would arrive|||thermal death|thermal||| difference, nothing would move: we would reach the 'thermal death of the universe.' This Ao não haver diferença alguma, nada se moveria. Chegaríamos à morte térmica do Universo.

concepto se daba por sentado hace algunas décadas, pero en los últimos tiempos se |was||for|sitting||||||the||times| concept was taken for granted a few decades ago, but in recent times it has become more and more Este conceito já era aceitado há algumas décadas, porém, nos últimos tempos, começaram a questionar,

ha empezado a cuestionar: se argumenta que si la constante cosmológica (la densidad |started||to question||argues|||||cosmological|| has begun to be questioned: it is argued that if the cosmological constant (the density se argumenta que se a Constante Cosmológica, a densidade energética

energética del vacío del espacio) no es cero, sino positiva, como apuntan las investigaciones energy||||||||||like|point||research The energetic energy of the vacuum of space) is not zero, but positive, as research has shown.

actuales, ¡la muerte térmica del universo nunca llegará! current|||||||will arrive the thermal death of the universe will never come! térmica do Universo nunca chegará.

Una pregunta interesante: si los sistemas tienden a cada vez a mayor entropía ¿cómo ||||||they tend||||||| An interesting question: if systems tend to greater entropy, how Tem uma pergunta interessante: se os sistemas tendem cada vez a ter maior entropia,

es posible el surgimiento y evolución de la vida? Y la responderemos ¡en otro video! |||||evolution||||||we will answer||| is the emergence and evolution of life possible? And we will answer it in another video! como é possível o surgimento e evolução da vida? E essa pergunta responderemos em outro vídeo!

¡Curiosamente! Platzi tiene un curso acerca de probabilidad ||||course|||probability Interestingly! Platzi has a course on probability

y estadística ¡y casi 200 cursos más! Entra a platzi.com/curiosamente y obtén un mes ||||courses||||||||get|| and statistics and almost 200 more courses! Go to platzi.com/curiosamente and get a month

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