Este problema matemático tenía 120 años y acaba de resolverse en Sevilla. El problema es que se ha cuestionado a Albert Einstein

Existen ideas en física que parecen inamovibles. Hablamos de postulados defendidos por gigantes de la historia, como podría ser el caso de Albert Einstein. Sin embargo, un reciente artículo publicado en la revista científica The European Physical Journal Plus, por José María Martín Olalla, profesor de la Universidad de Sevilla, se atreve a revisar uno de estos pilares. Su estudio no solo resuelve un problema científico de 120 años, sino que corrige una concepción de la termodinámica que el propio Einstein ayudó a establecer.

El físico sevillano que desafía un siglo de ciencia y a Einstein

El rompecabezas del que te vamos a hablar se remonta a principios del siglo XX, con el llamado teorema de Nernst. Walther Nernst, ganador del Premio Nobel de Química en 1920, observó que al acercarse a la temperatura más baja posible, el cero absoluto, los intercambios de entropía, la denominada medida del desorden, tienden a anularse. Este científico, ya en 1912, intentó demostrar que este hecho era una consecuencia directa del segundo principio de la termodinámica.

Ese principio, por si lo desconoces, argumenta que el desorden del universo siempre aumenta. La idea de Walther Nernst se basaba en una hipotética máquina que, usando el cero absoluto como foco frío, violaría esta ley. Es aquí donde Albert Einstein entró en escena, echando por tierra la demostración de Nernst al señalar que tal máquina era irrealizable y, por tanto, no podía usarse como prueba. Al hacerlo, desvinculó el teorema del segundo principio y lo elevó a la categoría de tercer principio de la termodinámica, una ley fundamental e independiente. Y así hemos continuado durante más de un siglo.

Ahora, el profesor Martín Olalla recupera ese debate, intentando resolver aquel viejo dilema. Su demostración introduce matices cruciales, que fueron omitidos por sus predecesores. Por un lado, el formalismo del segundo principio no solo permite, sino que obliga a la existencia de esa máquina aunque con una condición clave: debe ser una máquina virtual. Al ser virtual, no consume calor ni produce trabajo, por lo que no cuestiona el aumento de la entropía.

De esta manera, se prueba el teorema de Nernst y la inaccesibilidad del cero absoluto como conclusión directa del segundo principio. José María Martín Olalla explica, en un reciente comunicado publicado en la página web de la Universidad de Sevilla, que:

Un problema fundamental en termodinámica es distinguir la sensación de temperatura, las sensaciones de caliente y frío, del concepto abstracto de temperatura como magnitud física (..) Formalmente, el segundo principio de la termodinámica proporciona una idea más concreta de qué es el cero natural de la temperatura. La idea no está relacionada con ninguna sensación, sino con esa máquina que imaginó Nernst pero que tiene que ser virtual. Esto cambia radicalmente el abordaje de la demostración del teorema.

El estudio propone, por tanto, que la única propiedad cercana al cero absoluto, pero que no deriva del segundo principio, es la anulación de las capacidades caloríficas. El físico sevillano asegura que "el segundo principio contiene la idea de que la entropía es única en el cero absoluto. La anulación de los calores específicos solo añade que ese valor único es cero. Parece más una apostilla, importante, que un nuevo principio".

El profesor de la Universidad de Sevilla sabe que este es solo un primer paso para que la comunidad científica acepte este punto de vista. Asegura que sus alumnos del curso de Termodinámica han sido los primeros en conocer esta demostración. Ahora, eso sí, queda reabrir el debate y esperar que el mundo académico no se cierre en banda, sino que intente tener la mente abierta para llevar la contraria, incluso al mismo Albert Einstein.