Dinámica y Caos
La dinámica es el estudio general de cómo los sistemas evolucionan a medida que pasa el tiempo. Por otro lado, la Teoría del Caos es un campo relativamente nuevo en matemáticas y física. A veces se le ha llamado la tercera revolución del siglo XX, después de la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica.
Para los antiguos griegos, la palabra Kaos significaba desorden, opuesta al Kosmos que se utilizaba para el universo considerado como un sistema complejo y ordenado. Pero hoy en día, la palabra caos se refiere a un "desorden" particular, con algunas propiedades curiosas e interesantes. Un sistema caótico es aquél esencialmente impredecible debido a una gran sensibilidad a las condiciones iniciales. Esto significa que un cambio muy pequeño en el valor inicial de la posición, la temperatura, etc. puede dar lugar a resultados completamente diferentes. Este concepto fue popularizado por el meteorólogo Edward Lorenz a través de lo que él llamó el efecto mariposa. Su nombre proviene de la metáfora de una mariposa que agita sus alas y es capaz de influir varias semanas después en la creación de un tornado en un lugar lejano. La imagen del atractor caótico de Lorenz también se asemeja al ala de una mariposa y rápidamente se convirtió en un símbolo para los científicos que trabajan en sistemas dinámicos.
En 1961, Lorenz estaba tratando de resolver sus ecuaciones climáticas en una de las primitivas computadoras disponibles en ese momento. Un día, queriendo comprobar algunos resultados que le estaban llevando mucho tiempo a la máquina, tomó un atajo. En lugar de repetir todo el proceso que ya había hecho, comenzó a mitad de camino. Más tarde, cuando la computadora arrojó los resultados, se dio cuenta de que eran completamente distintos a los resultados anteriores. Los resultados de Lorenz eran correctos, el problema era el atajo, lo que significaba que el problema venía a la hora de introducir los valores de sus cálculos anteriores para poder comenzar a medio camino. Los resultados anteriores tenían una exactitud de tres dígitos, sin embargo, esta exactitud se demostró ridículamente baja para sistemas como el que él estaba estudiando. De hecho, en este tipo de sistemas los errores e incertidumbres crecen rápidamente, terminando inexorablemente en el caos.
La naturaleza está llena de sistemas caóticos, como por ejemplo el clima. Algunos otros sistemas caóticos son las poblaciones animales, las epidemias o el mercado de valores (Econofísica). Estos sistemas se denominan 'no lineales', lo que significa que siguen relaciones que no son estrictamente proporcionales.
El doble péndulo es un ejemplo perfecto de sistema caótico, si quieres saber más sobre este sistema, puedes entrar en la sección de experimentos.