A Segunda Lei da Termodinâmica Também se Aplica à Sistemas Abertos
A Lacuna do “Tubérculo de Darwin”
31/12/2021
Seleção Natural Não é Evolução!
13/01/2022
A Segunda Lei pode ser declarada de muitas maneiras diferentes, por exemplo:
- que a entropia do universo tende a um máximo (em termos simples, a entropia é uma medida de desordem)
- energia utilizável está acabando
- as informações tendem a ficar embaralhadas
- ordem tende à desordem
- uma confusão aleatória não se organiza
E também depende do tipo de sistema, porque existem três na termodinâmica:
- Um sistema isolado não troca matéria nem energia com seu entorno. A entropia total de um sistema isolado nunca diminui. O universo é um sistema isolado, então está se esgotando.
- Um sistema fechado troca energia, mas não importa materia com seus arredores. Nesse caso, a Segunda Lei é estabelecida de forma que a entropia total do sistema e arredores nunca diminua.
- Um sistema aberto troca matéria e energia com seu entorno.
Certamente, muitos evolucionistas afirmam que a Segunda Lei não se aplica a sistemas abertos. Mas isso é falso. O Dr. John Ross, da Universidade de Harvard, afirma:
Não há violações conhecidas da segunda lei da termodinâmica. Normalmente, a segunda lei é estabelecida para sistemas isolados, mas a segunda lei se aplica igualmente bem a sistemas abertos… Existe de alguma forma associada ao campo da termodinâmica longe do equilíbrio a noção de que a segunda lei da termodinâmica falha para tais sistemas. É importante certificar-se de que esse erro não se perpetue.
Os sistemas abertos ainda têm tendência à desordem, obviamente não da mesma forma que em sistemas isolados e fechados, mas ela ainda mantem esse princípio do aumento da entropia. Existem casos especiais em que a ordem local pode aumentar às custas de uma desordem maior em outros lugares. Um caso é a cristalização, abordada na Questão 2 abaixo. O outro caso é o ‘mecanismo programado’, que direciona a energia para manter e aumentar a complexidade, às custas do aumento da desordem em outros lugares. Os seres vivos têm esses mecanismos de conversão de energia para fazer as estruturas complexas da vida, ou seja, nanomáquinas moleculares.
O argumento dos sistemas abertos não ajuda a evolução. A energia abundante não pode gerar as informações complexas especificadas nos seres vivos, ou seja, a energia não direcionada apenas acelera a destruição. Por exemplo, apenas se expor ao sol não o tornará mais complexo — o corpo humano carece de mecanismos para aproveitar a energia solar bruta. Se você ficar no sol por muito tempo, poderá ter câncer de pele, porque a energia não direcionada do sol causará mutações. (As mutações são erros de cópia nos genes que quase sempre perdem informações). Da mesma forma, o fluxo de energia não direcionado através de uma suposta sopa primordial irá quebrar as moléculas complexas da vida mais rápido do que elas são formadas.
É como tentar dirigir um carro jogando gasolina em cima dele e logo acender o carro. Não! Um carro só funcionará se a energia da gasolina for aproveitada pelos pistões, virabrequim, etc. Simplesmente a presença da fonte de energia não diminui a entropia se o mecanismo que a direciona estiver ausente. Um animal de força como um touro em uma loja de porcelana também é energia bruta. Mas se o touro fosse atrelado a um gerador, e a eletricidade fosse dirigida a uma máquina de produção de cerâmica, então sua energia poderia ser usada para fazer coisas, caso contrário, em ambos os casos sem o maquinário (conversor de energia para o trabalho específico) que liga a energia ao trabalho, tal energia estaria disponível inutilmente em seu meio e o excesso de energia faria o papel oposto do esperado, ou seja, causar desordem ao invés de ordem.
Quer entender isso melhor? Então vamos lá. A segunda lei mostra se um determinado processo físico ou químico ocorrerá espontaneamente. Para sistemas isolados, nenhuma energia é fornecida pelo ambiente e a segunda lei exige que a entropia (desordem) do sistema sozinho deve aumentar: ΔS > 0. Veja alguns exemplos de processos físicos espontâneos em sistemas isolados:
- 1) O calor pode ser transferido de uma região de temperatura mais alta para uma temperatura mais baixa (mas não o contrário).
- 2) A energia mecânica pode ser convertida em energia térmica (mas não o contrário).
- 3) Um soluto pode mover-se de uma região de maior concentração para uma região de menor concentração (mas não o contrário).
No entanto, para alguns sistemas não isolados que podem trocar energia com seu ambiente, o ambiente faz “trabalho suficiente” no sistema para que os processos ocorram na direção oposta com uma diminuição na energia do sistema. Veja em comparação com os três exemplos dados acima:
- 1) O calor pode ser transferido de uma região de temperatura mais baixa para uma temperatura mais alta em um “refrigerador ou em uma bomba de calor”. Essas máquinas devem fornecer trabalho elétrico suficiente para o sistema.
- 2) A energia térmica pode ser convertida em trabalho mecânico em uma “máquina térmica”, se calor suficiente também for expelido para o ambiente.
- 3) Um soluto pode mover-se de uma região de concentração mais baixa para uma região de concentração mais alta no processo bioquímico de “transporte ativo”, se trabalho suficiente for fornecido por um gradiente de concentração de um produto químico como ATP ou por um gradiente eletroquímico.
Porém, com base nesses três sistemas abertos exemplificados, se faltar o ‘refrigerador’ e apenas ficar a energia, se faltar a ‘máquina térmica’ e não a energia térmica, e se faltar as proteínas que possibilitam o ‘transporte ativo’ sem faltar a energia química chamada ATP a entropia (desordem) ainda aumentaria por mais que a fonte de energia esteja presente, porque se faltar o mecanismo que conduz essa energia para o trabalho adequado ela seguirá o caminho espontâneo que lhe resta, ou seja, aumentar a desordem.
Para fazer proteínas, uma célula usa as informações codificadas no DNA e uma máquina de decodificação muito complexa. No laboratório, os químicos devem usar maquinários sofisticados para fazer os blocos de construção combinarem da maneira certa. A energia bruta resultaria em combinações erradas e até mesmo na destruição dos blocos de construção.
Eu sugiro que os argumentos termodinâmicos são excelentes quando feitos apropriadamente, e o esclarecimento dos ‘sistemas abertos’ é antecipado. Caso contrário, o melhor seria focar no conteúdo da informação, porque a vida não é composta apenas de matéria e energia, ela também possuí informação. A informação, mesmo no organismo mais simples, levaria cerca de mil páginas para ser escrita. Os seres humanos têm 500 vezes mais informações do que isso. É um vôo da fantasia pensar que processos não direcionados poderiam gerar essa enorme quantidade de informações, assim como seria absurdo pensar que um gato andando em um teclado poderia escrever um livro.
E quanto aos cristais?
Para citar um anti-criacionista, Boyce Rensberger:
Se a Segunda Lei realmente proibisse o surgimento local de ordem crescente, não haveria cubos de gelo. A maior ordem das moléculas de água nos cristais de gelo do que no estado líquido é adquirida com o gasto de energia no gerador que produziu a eletricidade para o funcionamento do freezer. E isso a torna legal de acordo com a Segunda Lei.
Rensberger ignora as respostas criacionistas a este argumento. Uma fonte de energia não é suficiente para produzir a complexidade de vida especificada. A energia deve ser direcionada de alguma forma e não apenas solta para ver o que acontece. Os cubos de gelo de seu exemplo não se formariam se a energia elétrica fosse apenas conectada à água líquida e não ao sistema! Dessa forma, obteríamos muito calor e a água se dividiria em componentes mais simples, isto é, hidrogênio e oxigênio. Esse exemplo ilustra muito bem o caso da energia não direcionada em sistemas abertos, quando não existe um mecanismo que conduza a energia de forma útil ela simplesmente aumenta a desordem e não a ordem.
O exemplo do gelo é termodinamicamente irrelevante para a origem da vida. Quando o gelo congela, ele libera energia térmica para o meio ambiente. Isso causa um aumento de entropia nas redondezas. Se a temperatura estiver baixa o suficiente, esse aumento de entropia é maior do que a perda de entropia na formação do cristal. Mas a formação de proteínas e ácidos nucléicos a partir de aminoácidos e nucleotídeos não apenas reduz sua entropia, mas também remove a energia térmica (e a entropia) de seus arredores. Assim, os aminoácidos e nucleotídeos comuns não formarão proteínas e ácidos nucléicos espontaneamente em qualquer temperatura.
Rensberger também não consegue distinguir entre ordem e complexidade. Os cristais são ordenados; a vida é complexa. Para ilustrar: um sinal periódico (repetitivo), por exemplo, ABABABABABAB, é um exemplo de ordem. No entanto, traz poucas informações, ou seja, ‘AB’ é ‘repetida 6 vezes’.
Um cristal é análogo a essa sequência; é uma rede regular e repetitiva de átomos. Como essa sequência, um cristal contém pouca informação: as coordenadas de alguns átomos (ou seja, aqueles que constituem a célula unitária) e as mesmas instruções ‘mais’ x vezes. Se um cristal for quebrado, resultarão em cristais menores, mas idênticos. Por outro lado, quebrar proteínas, DNA ou estruturas vivas resulta em destruição, porque a informação neles é maior do que em suas partes.
Um cristal se forma porque esse arranjo regular, determinado por forças direcionais nos átomos, tem a energia mais baixa. Assim, a quantidade máxima de calor é liberada para o ambiente, de modo que a entropia geral é aumentada.
Os sinais aleatórios, por exemplo, WEKJHDF BK LKGJUES KIYFV NBUY, não são ordenados, mas complexos. Mas um sinal aleatório não contém informações úteis. Um sinal aperiódico não aleatório (não repetitivo) — complexidade especificada — por exemplo, ‘Eu te amo’, pode conter informações úteis. No entanto, seria inútil, a menos que o receptor das informações entendesse a convenção do idioma português. Os pensamentos amorosos não têm relação com a sequência de letras, exceto pelo nossa própria escolha que formulou um significante para esse significado. A complexidade de um idioma é imposta à sequência de letras.
Proteínas e DNA também são sequências aperiódicas não aleatórias. As sequências não são causadas pelas propriedades dos próprios aminoácidos e nucleotídeos que a compõem. Essa é uma enorme diferença que vai contra as estruturas cristalinas, que são causadas pelas propriedades de seus constituintes. As sequências de DNA e proteínas devem ser impostas de fora por algum processo inteligente. As proteínas são codificadas no DNA, e o código do DNA vem de códigos pré-existentes, não por processos aleatórios.
Muitos experimentos científicos mostram que, quando seus blocos de construção são simplesmente misturados e quimicamente combinados, ocorre uma sequência aleatória. Para fazer uma proteína, os cientistas precisam adicionar uma unidade de cada vez, e cada unidade requer uma série de etapas químicas para garantir que o tipo errado de reação não ocorra. O mesmo vale para a preparação de uma fita de DNA na sequência correta.
O especialista em origem da vida evolucionista Leslie Orgel confirmou que existem três conceitos distintos: ordem, aleatoriedade e complexidade especificada:
As coisas vivas se distinguem por sua complexidade especificada. Cristais como o granito não são qualificados como vivos porque não têm complexidade; misturas de polímeros aleatórios não se qualificam porque carecem de especificidade.
Mesmo a forma de vida auto-reprodutiva mais simples conhecida (Mycoplasma) tem 482 genes e deve parasitar organismos mais complexos para obter os blocos de construção que não pode fabricar por si mesma. O organismo mais simples que poderia existir em teoria precisaria de pelo menos 256 genes, e seria extremamente provável que apareceria como um parasita, portanto, seria extremamente difícil sua sobrevivência.
A lei começou na queda do homem?
Seria razoável dizer que a entropia/Segunda Lei da Termodinâmica começou na queda? A Segunda Lei é responsável por uma série de coisas boas que envolvem aumentos na entropia, assim como os processos de ‘decadência’ no sentido termodinâmico, mas talvez não o que a maioria das pessoas imagina que seja decadência:
- aquecimento solar da terra (transferência de calor de um objeto quente para um frio é o caso clássico da Segunda Lei em ação),
- andar (requer o fenômeno altamente entrópico de fricção, caso contrário, Adão e Eva teriam escorregado enquanto caminhavam com Deus no Éden!),
- respiração (com base na movimentação do ar de alta pressão para baixa, produzindo uma concentração equalizada mais desordenada de moléculas),
- digestão (quebra de moléculas grandes e complexas de alimentos em seus blocos de construção simples),
- assar um bolo (misturar os ingredientes causa muita desordem), etc.
O que é contrário às Escrituras é a morte dos animais nephesh antes do pecado e o sofrimento (ou ‘gemido de dores de parto’ (Rom. 8: 20-22)). É mais provável que Deus tenha retirado parte de Seu poder de sustentação ou manutenção na queda. Ele ainda sustenta o universo (Colossenses 1:17), caso contrário, o mesmo deixaria de existir. Portanto, por causa da queda de nosso planeta algumas vezes ele não o sustenta, porém, ele impediu que os sapatos e roupas dos israelitas se desgastassem durante os 40 anos no deserto (Dt. 29: 5). Mas este caso especial pode ter sido a regra e não a exceção antes da queda.
Esse artigo é uma tradução e adaptação do Periódico Creation.
Referências:
How Science Responds When Creationists Criticize Evolution, B. Rensberger, The Washington Post.
Chemical and Engineering News, pág. 40, J. Ross.
Entropy at work: skeptic blunders on thermodynamics, J. Sarfati Creation.
The Mystery of Life’s Origin, C. Thaxton e mais 2 autores, Discovery Institute.
The Second Law of Thermodynamics, J. Sarfati, Creation.
