Gradienty se vrství na sebe

Chemie | 28.06.2004

Pokud bychom poněkud povrchně chápali druhý zákon termodynamiky, pak by celý vesmír měl být dnes zaplněn řídkou, relativně homogenní směsí. I když pomineme problémy, které v této souvislosti působí například gravitace a černé díry, na problém s různými gradienty narazíme na řadě měřítek. Gradienty mají přitom tendenci vytvářet další gradienty, výsledkem jsou pak často poměrně složité struktury.

Sdílet

Poněkud banální příklad: V gradientu sil (gravitace) nebude voda a železné piliny tvořit promíchanou směs, ale železné piliny klesnou ke dnu. Tento jev se vyskytuje v celé řadě (snad méně banálních) obdob. Jestliže například mezi dvěma nádobami udržujeme malý, ale stálý rozdíl teplot, nebudou molekuly plynů smíchány rovnoměrně, ale objeví se také gradienty koncentrací. V teplejší nádobě bude relativně převládat lehčí plyn.
Tyto jevy se samozřejmě vyskytují mimo termodynamickou rovnováhu. Země je však podobným systémem ve velkém, napájena neustále "uspořádanou" energií slunečního záření. Díky tomu vzniká i uspořádanost na jiných úrovních, mj. i v rámci biologické evoluce. Zde pak dojde i ke vzniku systémů, které pracují analogicky perpetum mobile druhého druhu, tj. enzymové pumpy třeba dokáží přesouvat látky takových směrem, že rozdíl koncentrací (gradient) neustále roste.

Čím větší nestabilita a čím dále se systém nachází od rovnováhy, tím déle bude trvat jeho návrat do stavu "tepelné smrti" – dokonce i když je izolován od okolí. V některých kosmologických představách se jako taková "gigantická nestabilita" pak chápe i celý vesmír.

(Zdroj: Peter Coveney, Roger Highfield: Šíp času, Oldag, Ostrava, 1995)

autor Pavel Houser