Artículo de divulgación cientifica: Materialización espontánea o milagros cuánticos. El sueño de un ente de tiempo infinito.

El estado de la materia y el universo mismo se ve afectado por una magnitud de incertidumbre en el desorden o mejor dicho las miles de conjunciones posibles o las diferentes posibilidades de estructuración que tienen cada una de las moléculas una con otra, en el caso del universo son las pocas posibilidades de conjunción o cohesión que tienen objetos macroscópicos, a esto se le llama Entropía. Parece bastante lógico este razonamiento ya que es más facil destruir que construir, por lo tanto hay más estados posibles del desorden que del orden. Pero entonces ¿Porqué este universo peca de ordenamiento? La segunda ley de la termodinámica expresa explícitamente que "La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo.​ Este principio establece la irreversibilidad de los fenómenos físicos, especialmente durante el intercambio de calor." Pero lo único que vemos en el universo es orden, desde galaxias, estrellas, planetas, seres vivos, dispositivos electrónicos. Los cuales para poder existir deben tener un orden molecular que estructure su forma física y macroscópica al cual ya estamos acostumbrados a ver día a día. ¿Qué está mal entonces? ¿Está mal la segunda ley de la termodinamica? ¿Somos producto de un ente fabricado por una falla de esta ley? O ¿Simplemente Dios no juega a los dados con el universo?

Hay que empezar con esta ultima pregunta ¿Realmente Dios no juega a los dados con el universo? Si se conoce el autor y el contexto de la famosa frase original creo que se tendrá una idea de cual es la respuesta. Según Max Born la mecánica cuántica actúa de manera aleatoria e incierta. A diferencia de lo que hasta en ese entonces se tomaba como universal e infalible (las leyes newtonianas) se estaba proponiendo algo que iba en contra de la física moderna, algo que pisaba los terrenos de la incertidumbre, el azar.
Dentro de este terreno es donde se desarrolla todo este drama azaroso, el mundo cuántico. Hay que comenzar con un ejemplo sencillo dentro del mundo que nos compete, el espacio macroscópico, Hay que imaginar primero un plato dentro del cual se coloca un cubo de hielo a la intemperie, el intercambio de calor hará que el hielo eventualmente se derrita.

Mediante este proceso hemos hecho que un composición molecular estructurada pase a un estado con ningún ordenamiento molecular, es decir, hemos pasado de un estado de baja entropía a un estado de entropía, tal y como lo "ordena" la segunda ley de la termodinámica. Esto parece lógico, incluso si queremos meter un poco de física en esto podemos decir que a una acción a correspondido una reacción igual y de manera opuesta (frío y caliente en este caso). Pero ¿Que no es esta ley la que paradójicamente predice que todo debería ser entropía, considerando que no somos nuevos sino más bien un universo que lleva existiendo aproximadamente 13 700 millones de años? Bueno está pregunta se abordará más adelante.

Regresando a los estados de entropía de la materia, si al igual que el cubito de hielo todos los objetos están destinados a su "destrucción" o más bien a su descomposición o transformación. Recordemos que nada es para siempre y que incluso Lavoisier una vez dijo que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. Entonces ¿Es irreversible este proceso de entropía en la materia? ¿Todo está destinado a su destrucción o descomposición?. Quizá la respuesta para todos es un sí rotundo. Pero, que hay si se dijera que Dios sí juega realmente a los dados con el universo.

Hay que regresar al ejemplo del cubo de hielo en donde se quedó. Al principio se tenía una estructura ordenada y solida, después con el intercamcio de calor se obtuvo un charco liquido con estructura molecular desordena. Las probabilidades de tener una estructura de un cubo de hielo completamente solido son menores a las de tener un hielo derretido convertido completamente en un charco liquido, esto se debe a que dentro del orden existe un limite de estructuración molecular para obtener dicho cubo de hielo, en cambio cuando este se derrite ya no existe un orden por lo que los escenarios en los que pueden estar acomodadas todas estas moléculas son incalculables.

Dicho de otro modo, el acomodar todas las moléculas sin que sobre ni falte una de un cubo de hielo para que este siga siendo un cubo de hielo precisamente son muy limitadas comparadas a las tantas formas en las que las puedes acomodar para que este sea un charco.

Pero ¿Qué pasa después de que el hielo se ha convertido en un charco? Bueno pues éstas moléculas se siguen moviendo "lo cambia la configuración del sistema" es aquí donde se asoma un fallo infinitesimal de la segunda ley de la termodinámica. Y es que si se pone gráficamente los posibles estados que pueden adoptar todas las moléculas del hielo al estar en constante movimiento, habrá una infinidad de casillas en estado liquido contra un numero muy limitado en estado solido.

Si se tiene una increíble longevidad y bastante paciencia, al transcurrir un incalculable lapso de tiempo se podrá atestiguar el resultado del movimiento de las moléculas que empezarán a crear casualidades y al mismo tiempo ya habrán caído en una infinidad de casillas del estado liquido, hay que recordar que cada casilla de estado liquido representa un posible desorden de moléculas para dicho estado.

Haciendo que en un golpe de suerte todas estas moléculas por medio del movimiento y de las casualidades que ellas mismas han creado se llegue a una posible casilla inicial, la de el estado solido.

En el mundo macroscópico esto significaría que de manera espontanea se llegara a materializar nuevamente un cubo de hielo, quizá no exactamente igual pero no sobraría ni faltaría ninguna molécula.

Y visto desde la perspectiva de la física newtoniana tampoco se ha roto ninguna ley. Haciendo un resumen muy breve de lo que significa esto es que se ha pasado de un estado de entropía a uno de baja entropía.

Esto está respaldado por una prueba matemática llamada El teorema de Recurrencia de Poincare "el cual establece que ciertos sistemas, después de un tiempo suficientemente largo pero finito, volverán a un estado muy cercano, si no exactamente igual al estado inicial."

La segunda ley de la termodinámica no es una ley en el mismo sentido que la segunda ley de Newton, ya que F= ma siempre funcionará mientras este bajo las circunstancias correctas. En cuanto a la segunda ley de la termodinámica aunque se este usando dentro de su rango aplicable siempre existirá un porcentaje infinitesimal de fallo, ya que es una ley basada en las probabilidades.
A finales de siglo XIX el origen de universo aún seguía siendo un completo misterio, pero afortunadamente hoy en día sabemos que el hecho de tener Galaxias con distintas formas y bellas estructuras, que a su vez tienen billones de sistemas (ya sea binarios o de una sola estrella) y que además existan planetas orbitando estos sistemas, todos y cada uno ordenados molecularmente de una manera bastante uniforme y bien estructura es algo realmente improbable, si se tuviera que apostar por la forma en la que tienen que estar colocadas las partículas del universo, la mejor apuesta sería por una sopa molecular total del universo, tal y como se explicó en el ejemplo del charco de hielo derretido, y es que si las escasas trillonésimas de moléculas que tiene un hielo reducen los posibles estados sólidos del mismo hielo, ¿a cuantos posibles universos como el que ya existe reducirían el incalculable numero de moléculas que este universo tiene? Suena a que el universo que actualmente existe es un milagro ¿Cierto?
Pues eso precisamente hizo pensar a Boltzmann en lo siguiente, si el universo que existe actualmente ya está ordenado, es decir, ya es de baja entropía, quiere decir que en sus inicios este universo tuvo que comenzar en un estado de aún más baja entropía.

Por lo que propuso lo siguiente: si el universo actual es de baja entropía y este proviene de un estado de aún más baja entropía, eso quiere decir que el verdadero origen era una sopa molecular absoluta y eterna del universo, en donde solo una parte obtuvo el golpe de suerte, es decir, que solo esa región bajaría brutalmente su entropía creando las condiciones perfectas para transformar solo esa región de la sopa eterna en un "universo" como hasta hoy se conoce.
Pero Richard Feynman refutó tal hipotesis argumentando que si de verdad este universo es solo una región que bajó su entropía dentro de un mar de moléculas eternas, entonces ¿Porque no se ha encontrado el borde?. Incluso hasta la fecha (2020) no se ha encontrado tal borde haciendo más improbable la idea de boltzman, porque más moléculas tendrían que sumarse hasta encontrar dicha frontera lo que haría que con tantas moléculas vuelva aún más improbable ese tal golpe de suerte. Además de que el modelo actual Lambda CDM y la inflación rechazan de igual manera esta idea.

Eddington al ver que Boltzmann y varios científicos de la época decían que "el Universo se encontraba en un estado de muerte térmica es decir, un estado donde la temperatura es homogénea y por lo tanto no hay flujos posibles de energía. La vida por lo tanto, sería una fluctuación azarosa dentro del universo en muerte térmica." Agregando además que "un universo ordenado incluso, sería una pequeña fluctuación casi imposible, una galaxia, un sistema solar, un planeta, un país, una persona, todos esos serían ejemplos de fluctuaciones caóticas que van aumentando en probabilidad de existir." Propuso entonces que el concepto de “cerebro de Bolztmann” una entidad aún con mayor probabilidad de existir (ya que un cerebro es más pequeño) consciente y con recuerdos falsos (recuerdos en donde simula ser un humano viviendo sobre una roca llamada tierra y que esta lleva existiendo miles de años) parecía explicar de mejor manera la aparente contradicción de vivir en un Universo de baja probabilidad de existencia.