Ball, Phillip. Masa critica. Cambio, caos y complejidad

MASA CK ITICA
Era el sonido del mar congelándose, convirtiéndose no en hielo ordinario,
del que cabe esperar que se deslice lentamente desde los polos si la temperatura
de la Tierra descendiese por debajo del punto de congelación. El
mar de la novela de Vonnegut se congela en hielo 9, una forma hipotética
de hielo que es estable hasta los ioo°C. Cuando un bloque de hielo g cae
al mar, solidifica instantáneamente el agua de los océanos.
Esa es la naturaleza de la congelación: es repentina, brusca. Una sustancia
es líquida y móvil (por encima de su punto de fusión) o bien es
sólida y rígida (por debajo de esa temperatura). No hay término medio,
el agua no se vuelve viscosa antes de congelarse. Siempre hay un gran
kaboom. Y lo mismo puede decirse cuando el agua hierve: o bien burbujea
en la cacerola o escapa en volutas de vapor.* Siempre hay una superficie
en la que el agua líquida se transforma en vapor.
A esas transformaciones entre sólido, líquido y gas se les llama transiciones
de fase, y proporcionan el eslabón perdido entre la teoría cinética
de los gases y una comprensión a escala molecular de las demás formas
de materia. Todas las partículas de agua, hielo y vapor son idénticas,
son moléculas de agua, el trío atómico de H^O,** pero organizadas de
forma distinta: en el gas están alborotadas, se mueven frenéticamente;
en el sólido están inmóviles y regimentadas; en el líquido, empujándose
unas a otras como una densa y anárquica muchedumbre.
Maxwell y Boltzmann descubrieron los apuntalamientos microscópicos
del comportamiento de los gases. Pero, ¿qué podría decir la mecánica
estadística de los líquidos y de los sólidos? No había forma de explicar
el gran kaboom a partir de la teoría de los gases de Maxwell y Boltzmann.
Era evidente para todos los científicos del siglo XIX que la forma
de pasar un gas a estado líquido era enfriarlo. Y si se enfriaba todavía
más, se conseguía un sólido. Pero, según la teoría cinética de los gases,
si se baja la temperatura, todo lo que se consigue es que las moléculas
se muevan, de promedio, más lentamente. La curva en forma de campana
se hace más pronunciada y su pico cambia a velocidades más bajas.
Sólo enfriando el gas a la temperatura más baja posible -el cero abso­
* La nubecita que se ve sobre el agua hirviendo, sin em bargo, es líquida: diminutas gotas de agua que
se han condensado a partir del vapor cuando éste asciende hacia aire más frío. E l vapor de agua es tan
invisible como el aire.
** Estrictamente hablando, esto no es cierto, puesto que unas pocas moléculas se separan en fragmentos
cargados llam ados iones.
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