Mirar una película al revés a menudo causa gracia porque sabemos que los procesos en la naturaleza no suelen revertirse. La ley física que explica este comportamiento es la segunda ley de la termodinámica, que postula que la entropía de un sistema, una medida de su desorden, nunca disminuye de forma espontánea. Esto favorece el desorden –alta entropía– frente al orden –baja entropía–. A escalas nano la segunda ley puede ser violada de forma temporal en ocasiones, como por ejemplo la transferencia de calor desde un sistema frío a uno caliente.

Posiblemente pocas ideas científicas tan fundamentales tengan más expresiones diferentes que la segunda ley de la termodinámica. Una que no suele emplearse demasiado pero que encierra en una sola frase su esencia se debe a Ludwig Boltzmann que, parafraseando a Jossiah Willard Gibbs, dijo: “La imposibilidad de una disminución no compensada de la entropía parece estar reducida a una improbabilidad”. Y es que el concepto de entropía está en el centro de la termodinámica, y en el de la evolución del universo.

Empecemos con un puzle. ¿Por qué el primer GIF nos parece normal pero el segundo nos parece totalmente extraño? Aunque en realidad el segundo GIF es el primero reproducido al revés, hay algo que nos resulta chocante, algo que, simplemente, sabemos que nunca ocurre. Pero hay una cosa más rara aún. Si hiciésemos zoom y pudiésemos grabar el movimiento de los átomos, al reproducirlo al revés todo sería consistente con las leyes de la física. Y, aún así, sabemos que eso nunca sucede.

Durante más de un siglo y medio la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía siempre aumenta, ha sido lo más cercano a una regla inviolable. En este universo, el caos reina. Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EEUU han anunciado que pueden haber descubierto una pequeña laguna en el nivel microscópico. "A pesar de que la violación es sólo en el ámbito local, las implicaciones son de largo alcance" dice Valerii Vinokur. Permitiría una máquina de movimiento perpetuo cuántica local.

La segunda ley de la termodinámica afirma que la entropía no puede decrecer. En física clásica es consecuencia del teorema H de Boltzmann. Físicos del Argonne National Laboratory han publicado en Scientific Reports una versión cuántica del teorema H.

Se suele afirmar que hay una relación íntima entre entropía y desorden. Pero muchos sistemas físicos se ordenan conforme crece la entropía. La entropía cuenta el número de estados alcanzables por las partes de un sistema que están en interacción mutua. Cuando estas partes se pueden autoensamblar tras una interacción adecuada, un incremento de la entropía implica una mayor probabilidad de autoensamblaje espontáneo. Como resultado el sistema se ordena conforme la entropía crece. Se cree que este fenómeno fue relevante en el origen de la vida.