Muy Lab: Un aparato para pasar del determinismo al caos

CONSTRUIMOS UN SENCILLO APARATO DE MADERA PARA PASAR DEL DETERMINISMO AL CAOS.

Desde que el astrónomo, físico y matemático neerlandés Christiaan Huygens inventara los relojes de péndulo en 1656 hasta que aparecieron los de cuarzo en 1930, no hubo un sistema de cronometraje más exacto que el creado por aquel genio. Durante siglos fue habitual escuchar su tictac en casas e iglesias, y aún hoy asociamos tal sonido al paso del tiempo. Aunque la fricción del aire con la masa, la cuerda o el mecanismo es inevitable, el péndulo simple se sigue usando en física para modelizar un sistema armónico y determinista. Sin embargo, en nuestro experimento haremos un péndulo indeterminista y caótico.

UN POCO DE TUNING. Para conseguirlo nos construiremos uno doble: es decir, acoplaremos un segundo péndulo a la punta del primero. Además, agregaremos diversos pesos para mejorar la inercia, un par de rodamientos para optimizar el giro y un led azul en el extremo para que fotografiar el movimiento sea posible.

Una vez montado el mecanismo, comprobamos que su trayectoria resulta normal en el caso de pequeñas oscilaciones. Sin embargo, al impulsarlo por encima de ciertos niveles de energía, su comportamiento se vuelve imprevisible.

Los sistemas caóticos son aquellos en los que sus parámetros muestran comportamientos impredecibles y que no se repiten. Los descubrió en el año 1963 el matemático y meteorólogo estadounidense Edward Lorenz, mientras ajustaba unos modelos computacionales de predicción atmosférica. Observó que una diferencia mínima en las condiciones iniciales cambiaba de forma radical los resultados finales.

BIENVENIDO, EFECTO MARIPOSA. El propio Lorenz comunicó este concepto el 29 de diciembre de 1972, en una conferencia que impartió en la reunión anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia. Su título: Predictibilidad: ¿puede el aleteo de una mariposa en Brasil provocar un tornado en Texas? Fue un hallazgo poético que ayudó a que la idea que expresaba –compleja y poco intuitiva– llegara al gran público.

Aunque el astuto Lorenz se cubrió las espaldas y expuso su descubrimiento en forma de pregunta, acababa de nacer el famoso efecto mariposa, que ha ido mucho más allá de la meteorología y que podemos observar en nuestro péndulo doble: lo lanzamos desde el mismo punto decenas de veces y, aun así, nunca se repitió el mismo dibujo.