El contador que no mide lo que parece

Original: "In-vivo entropy production of A. subaru"
arXiv:2604.00453 · 2026-04-01 · CC BY 4.0 · 1 min
Una estimación de irreversibilidad basada en datos limitados puede quedarse corta frente al gasto energético real en un factor de 10²⁵.

Cada 140 milisegundos, un dispositivo instalado en el automóvil registraba la velocidad, las revoluciones del motor y la temperatura. Con ello, los físicos querían comprobar qué tan bien refleja un indicador muy popular el gasto energético real.

El indicador se llama producción de entropía. Mide cuán irreversible es un proceso: si es posible distinguir, a partir del registro, un movimiento hacia adelante de una reproducción hacia atrás. En objetos diminutos, como los flagelos de las bacterias, un valor distinto de cero demuestra que el sistema está gastando energía de forma activa. Pero ¿qué ocurre cuando el sistema es grande y su consumo de energía es evidente?

Un contador que marca el consumo de combustible, pero 10²⁵ veces menos que el real.

Los autores aplicaron varios métodos de estimación y obtuvieron un valor de unos 0,5 bit/s. A temperatura ambiente, eso corresponde a una potencia de 2×10⁻²¹ J/s. Y la potencia real del motor es de 7×10⁴ J/s. Una diferencia de 25 órdenes de magnitud. Es mucho mayor que en el caso de las neuronas o de las células ciliadas.

La conclusión es sencilla: en sistemas grandes, la producción de entropía calculada a partir de datos limitados refleja mal el consumo de energía. Quizá sea útil para analizar el ritmo cardíaco o el movimiento de bancos de peces, pero para eso hacen falta otras bases. Mientras tanto, este contador que no mide lo que parece nos recuerda algo: no toda medida que suena científica habla de lo que queremos medir.

El automóvil Subaru usado en el experimento tiene transmisión variable continua (CVT), algo que se aprecia en la ausencia de líneas radiales en el gráfico de agrupamiento: unas relaciones de transmisión fijas habrían aparecido como rayos característicos.

k_B T \Sigma \leq W
El producto de la temperatura y la irreversibilidad (en bits/s) no supera la potencia real del sistema.
\Sigma = \lim_{t_{\max}\to\infty} \frac{1}{t_{\max}} D_{KL}(p(X) \| p(\tilde{X}))
La irreversibilidad es igual a la velocidad a la que se separan las distribuciones de probabilidad de las trayectorias hacia adelante y hacia atrás en el tiempo.
Científicos
Ludwig BoltzmannJames Clerk MaxwellRudolf ClausiusJacob BekensteinStephen HawkingEdward Witten
Conceptos
entropía entropía de Boltzmann consumo de energía teorema del límite de Bekenstein irreversibilidad entalpía consumo de energía energía interna land carbon sink estado de no equilibrio exceso infrarrojo