Qué son la teoría del caos y su efecto mariposa y cómo nos ayudan a entender mejor el universo

Este principio de las matemáticas y la física inspiró a la ciencia ficción y tiene la capacidad de plantearnos preguntas existenciales. Y es que la teoría del caos introduce un elemento de incertidumbre en nuestra lectura del Universo.

Durante muchos siglos, el mundo se explicó a través de las leyes de Isaac Newton y la física clásica. Según las mismas, si se conoce el estado actual de un objeto, se podrá predecir con relativa facilidad su comportamiento en el futuro. Pero, la teoría del caos cuestiona esta visión determinista: no todo es predecible, ni funciona como un reloj.

En este video animado te contamos los hallazgos del meteorólogo Edward Lorenz - pionero en el desarrollo de la teoría del caos y su efecto mariposa - que indica que pequeñísimas variaciones que pueden parecer inocuas, con el tiempo generarán enormes cambios.

Imagina que corre el año 1905. Un día el reloj de la torre de Berna, en Suiza, lleva dos minutos de retraso. Por esa razón, un hombre que vive cerca no despierta a la misma hora en la que suele hacerlo todos los días para ir a trabajar. Al darse cuenta del error se pone un poco nervioso. Tarda más en vestirse, tomar el café e irse de casa. Sale cinco minutos después de lo habitual y se dispone a cruzar la calle.

Mientras tanto, un banquero estrena su auto nuevo sin saber que tiene un pequeño desajuste en los frenos. Nuestro hombre, todavía distraído, cruza la calle y no lo ve venir. Lo atropellan y muere. Este hombre es nada más y nada menos que Albert Einstein, quien en ese año tendría que haber publicado cuatro trabajos que serían la base de la física moderna. Las innovaciones como el GPS, las pantallas de TV, los semiconductores que nos permitieron crear las computadoras portátiles, nunca ocurren y la computadora, el portátil y el móvil no llegan a existir.

Esta secuencia, que planteó la presentadora Laura García en el video, se conoce como el efecto mariposa, una manifestación de la teoría del caos. Durante siglos, el mundo se explicó a través de las leyes de Newton y las de la física clásica, pero la teoría antes mencionada, la cuestiona.

Desde el 1800 los matemáticos planteaban la idea de que no todos los fenómenos podían ser predichos por las leyes newtonianas. Acá entra en escena el meteorólogo Edward Lorenz, que hizo de la teoría del caos, un fenómeno visible.

Todo comenzó en 1961 cuando trabajaba en un modelo matemático para pronosticar el estado del tiempo. Establecía en su computadora datos como temperatura, humedad, presión y la dirección del viento y esta dibujaba un gráfico modelando cómo iba a ser el estado del tiempo. Si bien no siempre era acertado, se acercaba bastante a la realidad.

Una mañana decidió verificar unos resultados, así que frenó la computadora para ahorrar tiempo, ingresó los números, el mismo y fue a tomarse un café. Cuando regresó, el gráfico era increíblemente diferente al original. Aunque al principio comenzaba de manera similar, en la mitad presentaba una trayectoria completamente diferente.

Al revisar los números, encontró que el que él ingresó tenía tres décimas menos que el que utilizaba la computadora. Esa diferencia, que alteró tanto la trayectoria, equivale a una partícula de polvo sobre la Torre Eiffel o una pluma menos en el peso del pato. De esta manera, dedujo que este experimento no era un caso especial, sino que había sistemas en los que pequeñísimas diferencias producían, con el tiempo, cambios monumentales, que hacían que todo parezca impredecible.

Un ejemplo, el aleteo de una mariposa en brasil, podría, en teoría, producir una perturbación suficiente para provocar un tornado en Texas. Es decir que, por más que se conozcan las leyes de la naturaleza, no hay mediciones que ofrezcan datos perfectos que permitan determinar la posición y velocidad de cada uno de los átomos en el universo. Esta inexactitud en los cálculos dificulta nuestras predicciones, de los motivos que hace imposible predecir a largo plazo.

Pero, hay que aclarar que caos, no es lo mismo que desorden. Si bien el primero dificulta las predicciones, el universo no es aleatorio y en él, los efectos siguen a las causas. Por más caótico que parezca, un sistema sigue una trayectoria hacia determinados puntos. En los cálculos que utilizó Lorenz para su modelo, el camino hacia esos puntos creó un patrón que parecía las alas de una mariposa.

Entender estos patrones del caos tiene aplicaciones prácticas: en la bolsa de valores nos recuerda que una ligera fluctuación puede causar una crisis en el mercado, y que por eso no se puede hablar de predicciones, sino de probabilidades. Por su parte, en el cuerpo humano nos permite comprender el comportamiento caótico de un corazón con arritmia cardiaca, incluso en la conducta humana.

El efecto mariposa sirve para analizar fenómenos sociales. Por ejemplo, como el trolling en las redes sociales puede desencadenarse por un solo comentario negativo. Nuestro universo sigue obedeciendo las cadenas de causa y efecto. Aunque el sol salga todas las mañanas y los aviones que se construyen sigan en el cielo, la teoría del caos introduce un elemento de incertidumbre en nuestra lectura del universo, pone en manifiesto los límites de nuestro conocimiento.

Presentación: Laura García, Guion: Carlos Serrano y Camila Costa, Diseño, animación y sonido: Kako Abraham, Editoras: Ana Lucía González, Natalia Pianzola

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