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 