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viernes, 17 de octubre de 2008

Teoria del CAOS

Un poema británico dice:

Por un clavo se perdió la herradura
Por una herradura se perdió el caballo
Por un caballo se perdió el jinete
Por un jinete se perdió la batalla
Por una batalla se perdió el reino

Entonces la conclusión es que "Por un clavo se perdió el reino"
Esto es lo que intenta explicar la "Teoría del Caos"

Fue Edward Lorenz el padre de la 'Teoría del caos', quien mostró con el 'efecto mariposa' cómo las pequeñas acciones pueden provocar grandes cambios.
Este meteorólogo en 1972 presentó su estudio de 'Predictibidad: ¿El batir de las alas de una mariposa en Brasil provoca un tornado en Texas?'
Lorenz enseñó cómo los pequeños cambios en la atmósfera podrían desencadenar enormes consecuencias.

El Atractor de Lorenz


Podemos leer en Wikipedia
Teoría del caos es la denominación popular de la rama de las matemáticas y la física que trata ciertos tipos de

comportamientos impredecibles de los sistemas dinámicos. Los sistemas dinámicos se pueden clasificar básicamente en:

* Estables
* Inestables
* Caóticos

Un sistema estable tiende a lo largo del tiempo a un punto, u órbita, según su dimensión (atractor o sumidero).

Un sistema inestable se escapa de los atractores. Y un sistema caótico manifiesta los dos comportamientos. Por un lado, existe un atractor por el que el sistema se ve atraído, pero a la vez, hay "fuerzas" que lo alejan de éste. De esa manera, el sistema permanece confinado en una zona de su espacio de estados, pero sin tender a un atractor fijo.

Una de las mayores características de un sistema inestable es que tiene una gran dependencia de las condiciones iniciales. De un sistema del que se conocen sus ecuaciones características, y con unas condiciones iniciales fijas, se puede conocer exactamente su evolución en el tiempo. Pero en el caso de los sistemas caóticos, una mínima diferencia en esas condiciones hace que el sistema evolucione de manera totalmente distinta. Ejemplos de tales sistemas incluyen la atmósfera terrestre, el Sistema Solar, las placas tectónicas, los fluidos en régimen turbulento y los crecimientos de población.

Por ejemplo, el clima atmosférico, según describió Edward Lorenz, se describe por 3 ecuaciones diferenciales bien definidas. Siendo así, conociendo las condiciones iniciales se podría conocer la predicción del clima en el futuro. Sin embargo, al ser éste un sistema caótico, y no poder conocer nunca con exactitud los parámetros que fijan las condiciones iniciales (en cualquier sistema de medición, por definición, siempre se comete un error, por pequeño que éste sea) hace que aunque se conozca el modelo, éste diverja de la realidad pasado un cierto tiempo. Por otra parte, el modelo atmosférico es teórico y puede no ser perfecto, y el determinismo, en el que se basa, es también teórico.

Diagrama de la trayectoria del sistema de Lorenz para los valores r = 28, σ = 10, b = 83



Dentro de los varios gráficos que componen la "Teoria del Caos", tenemos uno que llama poderosamente la atención por su parecido con el Analema (ver las fotos), que según Wikipedia es:
En astronomía, la analema (en inglés analemma, con dos 'm') es la curva que describe la posición del Sol en el cielo si todos los días del año se lo observa a la misma hora del día (tiempo civil) y desde el mismo lugar de observación. El analema forma una curva que suele ser, aproximadamente, una forma de ocho (8) o leminiscata. Pueden observarse analemas en otros planetas del Sistema Solar, pero poseen una forma diferente al observado en la Tierra, pudiendo llegar a ser curvas diferentes de un ocho (en Marte es muy similar a una gota de agua), aunque poseen como característica común: ser siempre cerradas. El componente axial del analema muestra la declinación del Sol mientras que la componente transversal ofrece información acerca de la ecuación de tiempo (que es la diferencia entre el tiempo solar aparente y el tiempo solar medio). A veces, se dibuja en los globos terráqueos.



Ver imagen de analema original de Vasilij Rumyantsev(Crimean Astrophysical Obsevatory