Teoría del caos o por qué el efecto mariposa importa en física

En física muchas veces se habla del caos de una forma un tanto confusa. Solemos asociar la palabra caos con desorden, descontrol, aleatoriedad… En definitiva, algo impredecible e incontrolable. Pero en realidad no es así; al menos no estríctamente. Las teorías de caos suelen tener más en común con el Efecto Mariposa que con la arbitrariedad absoluta.

Antes de entrar en materia, quiero matizar que hablaremos de teorías de caos mecánicas y no de la teoría del caos del orígen del Universo, que es muy diferente. En estas teorías mecánicas se parte generalmente de un problema muy sencillo, como un choque de dos cuerpos o un péndulo, y se introduce algún factor más que aumenta de manera notable la sensibilidad del sistema.

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Pero lo mejor es verlo con un ejemplo; el más claro es el de las bolas de billar en el primer movimiento. Las condiciones iniciales (posiciones, velocidades y dirección de movimiento) son prácticamente iguales y la física detrás de ellas se estudia en bachillerato. Sin embargo, poder predecir la posición de las bolas es prácticamente imposible, pues se necesita una b mayor que la posible.

Esto se debe a que una mínima variación (nanómetros en la posición inicial, o segundos de arco en la dirección) ve amplificado su efecto al final del proceso. Porque estas mínimas variaciones se propagan de un cuerpo a otro y se amplifican hasta el punto que crean variaciones apreciables que pueden llegar a cambiar el estado final totalmente.

Y aquí es donde entra el Efecto Mariposa. Para el que no lo recuerde, el Efecto Mariposa habla de la relación aparentemente inexistente entre dos fenómenos. Pero lo interesante es que recibe su nombre del hecho demostrado de que una mariposa aleteando en japón puede orginar un huracán en EEUU. Claro que para eso debería estar en un punto muy concreto y aletear de forma precisa bajo unas condiciones muy especiales.

Esto nunca ha pasado (que se sepa), y no debe para nada asustarnos ver mariposas en Japón, por lo que hemos dicho antes: un mínimo cambio en el estado inicial modifica por completo el estado final. De forma que una mariposa en las mismas condiciones antes mecionadas, pero aleteando un milímetro más a la derecha probablemente no cause ni la mínima brisa.

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Otro de estos sistemas es el péndulo doble, como podéis ver en el vídeo. De esto podéis ver claramente que la precisión necesaria para poder predecir el estado final de un sistema caótico hace que sea efectivamente imposible calcularlo. Es por esto que los sistemas se llaman caóticos, aunque puedan ser simulados perfectamente por un ordenador.

Espero que os haya servido para aprender algo más y entender por qué son sistemas impredecibles, aunque se conozca la física detrás de ellos y puedan simularse en ordenadores. Como siempre, para cualquier duda no tengáis miedo y ¡usad los comentarios!