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Estos científicos crearon joyas a partir de las llamativas formas de la teoría del caos.

Estas formas caóticas fueron impresas en bronce.
Agrandar / Las formas caóticas impresas en 3D en bronce representan el primer paso en la transformación del caos a formas fabricables.

F. Bertacchini/PS Pantano/E. Bilotta

Un equipo de científicos italianos ha descubierto una manera de convertir las llamativas y complejas formas retorcidas de teoría del caos en joyería real, según un nuevo papel publicado en la revista Caos. Estas piezas no están simplemente inspiradas en la teoría del caos; fueron creados directamente a partir de sus principios matemáticos.

«Ver las formas caóticas transformadas en joyas físicas reales, pulidas y brillantes fue un gran placer para todo el equipo. Tocarlas y usarlas también fue extremadamente emocionante». dijo la coautora Eleonora Bilotta de la Universidad de Calabria. “Creemos que es la misma alegría que siente un científico cuando su teoría toma forma, o cuando un artista termina una pintura”.

El concepto de caos puede sugerir una completa aleatoriedad, pero para los científicos, denota sistemas que son tan sensibles a las condiciones iniciales que su salida parece aleatoria, oscureciendo sus reglas internas de orden subyacentes: el mercado de valores, multitudes alborotadas, ondas cerebrales durante un ataque epiléptico , o el tiempo. En un sistema caótico, los pequeños efectos se amplifican mediante la repetición hasta que el sistema se vuelve crítico. Las raíces de la teoría del caos actual se basan en una descubrimiento fortuito en la década de 1960 por un matemático convertido en meteorólogo eduardo lorenz.

Lorenz pensó que la llegada de las ordenadores brindaba la oportunidad de combinar las matemáticas y la meteorología para una mejor predicción del clima. Se propuso construir un modelo matemático del clima utilizando un conjunto de ecuaciones diferenciales que representan cambios en temperatura, presión, velocidad del viento y similares. Una vez que tuvo su sistema básico, mantuvo una simulación continua en ejecución en su ordenador, que produciría el tiempo virtual de un día cada minuto. Los datos resultantes se parecían a los patrones climáticos que ocurren naturalmente: nunca nada sucedió de la misma manera dos veces, pero claramente había un orden subyacente.

Un día invernal a principios de 1961, Lorenz decidió tomar un atajo. En lugar de comenzar todo el recorrido, comenzó a mitad de camino, escribiendo los números directamente de una impresión anterior para darle a la máquina sus condiciones iniciales. Luego caminó por el pasillo en busca de una taza de café. Cuando regresó una hora más tarde, descubrió que, en lugar de duplicar exactamente la ejecución anterior, la nueva impresión mostraba que el clima virtual divergía tan rápidamente del patrón anterior que, en solo unos pocos «meses» virtuales, todo parecido entre los dos había desaparecido. desaparecido

Seis lugares decimales fueron almacenados en la memoria de el ordenador. Para ahorrar espacio en la impresión, solo aparecieron tres. Lorenz había ingresado los números más cortos y redondeados, asumiendo que la diferencia, una parte en mil, no tenía importancia, similar a una pequeña ráfaga de viento que es poco probable que tenga mucho impacto en las características del clima a gran escala. pero en el particular sistema de ecuaciones de Lorenz, tales pequeñas variaciones resultaron catastróficas.

Esto se conoce como sensible dependiendo de las condiciones iniciales. Lorenz posteriormente apodó su descubrimiento «el efecto mariposa”: las ecuaciones no lineales que gobiernan el clima tienen una sensibilidad tan increíble a las condiciones iniciales, que una mariposa batiendo sus alas en Brasil teóricamente podría desencadenar un tornado en Texas. La metáfora es especialmente adecuada. Para investigar más a fondo, Lorenz simplificó su modelo meteorológico complejo, centrándose en la convección de fluidos rodantes en nuestra atmósfera: básicamente, un gas en una caja rectangular sólida con una fuente de calor en la parte inferior y enfriado desde arriba, en el que el aire caliente sube a la parte superior y el aire frío se hunde hasta el fondo. Simplificó algunas ecuaciones de dinámica de fluidos y descubrió que trazar los resultados de valores de parámetros específicos en tres dimensiones producía una figura inusual en forma de mariposa.

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