La naturaleza tiene diferentes movimientos, que se pueden
clasificar en dos grupos: los predecibles y los aleatorios. En los primeros están, por ejemplo, el
movimiento de los planetas, la ruta de un camión o el péndulo de un reloj. El
primero es un movimiento completamente predecible, y tal precisión nos ayuda a
saber exactamente la fecha de los eclipses, debido a que conocemos muy bien el
movimiento de los componentes del sistema solar.
Por el otro lado, están los movimientos aleatorios, como
el tiempo meteorológico, el precio del peso contra el dólar americano o el humo
de un cigarro. Estos son algunos fenómenos que resultan muy difíciles de
predecir y cuyo estudio es relevante para ciertas áreas. Por ejemplo, saber cuándo
va a subir o bajar el precio del peso contra el dólar, puede ayudar a ganar
mucho dinero a inversores. Otro beneficio podríamos obtenerlo si supiéramos
precisamente el tiempo meteorológico, pues nos daría la certeza si lloverá o no,
y sabríamos si debemos salir con paraguas.
Ahora, imaginemos un péndulo simple, una pelota colgada de
un hilo amarrado del techo. Luego imaginemos que la soltamos desde cierta
altura y observemos el movimiento que resulta. Lo que se ve es un movimiento
simple que va y viene, después de cierto tiempo notaremos que se detiene ese va
y ven, este es debido a la fricción de la pelota con el aire. De hecho, se ha
observado que, si extraemos el aire de alrededor del péndulo, este no dejaría
de moverse.
Ahora, con nuestra imaginación, colguemos un segundo par de hilo y pelota cuya base sea la parte inferior de la pelota que se encuentra colgada en el péndulo anterior. Vamos a sostener ese segundo péndulo desde cierta altura y la soltamos; el movimiento que observamos ya no es para nada regular y aunque sigue siendo un péndulo, en el que podemos conocer cuanto pesan las pelotas, cuánto mide el hilo y la altura en la que suelta, si repetimos el experimento, no vamos a observar exactamente el mismo movimiento.
No importa cuánto nos esforcemos en recrear las
condiciones para observar el fenómeno, si la altura a la que se suelta no es
exacta no vamos a poder observar el mismo movimiento. A esto se le llama
sensibilidad a las condiciones iniciales y muchos sistemas, aparentemente simples,
lo poseen, tales como los planetas del sistema solar; aunque seamos capaces de
predecir eclipses solamente podemos predecir ciertos años al futuro, unos pocos
100 millones de años, pero, después de ese tiempo, ya no podremos tener una
predicción valida, lo mismo que con el doble péndulo que construimos antes con
nuestra imaginación.
Estos fenómenos caóticos, llamados así desde la década de
los 80s han sido estudiados desde entonces, pero, aunque conozcamos las
ecuaciones que describen su movimiento con total precisión, si no sabemos las
condiciones iniciales no podremos realizar predicciones.
Otro sistema caótico es el corazón, en el cual, al igual
que en el péndulo, lo sano y normal es un movimiento periódico, pero en
determinadas patologías, como fibrilación ventricular, su movimiento se vuelve
no periódico, es una patología muy importante que puede causar la muerte, esta
condición como muchos otros “ritmos” anormales han sido estudiados con cuidado
y clasificado independientemente haciendo diagnósticos para cada “ritmo” pero
estos son solo la manifestación de un comportamiento más complejo.
Con el uso de computadoras se pudo modelar los complejos
movimientos del corazón, ello trajo como consecuencia el surgimiento de las
válvulas cardiacas, para así superar ciertos problemas en los movimientos del
corazón.
Cuando las fibras musculares del corazón que dan origen al
bombeo sanguíneo natural se contraen incontrolablemente, ocurre la fibrilación,
podemos imaginar que los músculos que estas fibras, tienen tiempos de
contracción y relajación, en donde esta última no es lograda, y los movimientos
de contracción siguientes interfieren con los anteriores.
Pero en este padecimiento los componentes individuales
involucrados, pueden funcionar perfectamente, siendo la fibrilación un problema
de la dinámica normal del corazón.
Movimientos predecibles y aleatorios se encuentran en
muchos aspectos de la naturaleza, desde el cosmos hasta el corazón, pasando por
la mecánica cuántica, cuyo estudio es importante e interesante.
Referencias:
Ciencias naturales para maestros de primaria 