Pablo Cincotta y Claudia Giordano, integrantes del IALP (CONICET-UNLP) y la Facultad de Cs. Astronómicas y Geofísicas (UNLP), mejoran dos técnicas clave para estudiar sistemas caóticos, con aplicaciones concretas en sistemas planetarios y exoplanetarios.
🌪️ ¿Qué es el caos?
En dinámica, el caos no es desorden total, sino sensibilidad extrema a las condiciones iniciales: pequeñas diferencias al comienzo pueden generar trayectorias muy distintas con el tiempo. Esto hace que incluso sistemas regidos por leyes deterministasi (es decir, sistemas en los que, tras iniciar con una configuración dada puede determinarse, con total certeza, la posición y el movimiento de cada cuerpo, en cualquier instante), como los planetarios, sean impredecibles a largo plazo.
Existen dos escalas de tiempo claves para entender esta dinámica:
⏱️ El tiempo de Lyapunov indica cuán rápido se separan dos trayectorias cercanas. Si es muy largo, la órbita es estable (no cambia sustancialmente en ese tiempo).
🌀 Pero hay otra escala más relevante en la práctica: el tiempo de difusión, que señala cuándo cambia significativamente la órbita.
Por ejemplo, los planetas interiores del Sistema Solar tienen un tiempo de difusión enormemente mayor que el de Lyapunov. A este fenómeno se lo llama caos estable, porque aunque el sistema sea caótico, se comporta como si fuera regular durante miles de millones de años. ¡Por suerte para nosotros!
🧪 Dos herramientas para estudiar ese “desorden”
En este trabajo se presentan avances en dos técnicas físico-matemáticas para caracterizar este tipo de comportamiento. La herramienta MEGNO (sigla de “Mean Exponential Growth factor of Nearby orbits”, es decir, “factor medio de crecimiento exponencial de órbitas próximas”) permite analizar el grado de caos en un sistema. Y la entropía de Shannon, que estima la velocidad de difusión caótica.
🔁 Ambas técnicas permiten entender la estabilidad de sistemas planetarios que, aunque caóticos, pueden durar miles de millones de años sin alteraciones. Esto impacta en la búsqueda de vida fuera de la Tierra, ya que un sistema muy caótico podría alejar a sus planetas de la “zona habitable”.