relatividad, predicibilidad y caos

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-PREDECIBILIDAD -CAOS

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Presentacion Equipo 7: 6°"J"

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Page 1: Relatividad, Predicibilidad y Caos

-PREDECIBILIDAD

-CAOS

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Page 3: Relatividad, Predicibilidad y Caos

La piedra angular tanto de la Relatividad Especial como de la General es el

concepto llamado "espacio-tiempo". Reduciéndose a lo básico, el espacio-tiempo

se puede describir como un espacio con cuatro dimensiones que nos ayudan a

situar todo evento o, dicho más coloquialmente, cuatro coordenadas que sitúan

cualquier suceso en algún lugar y en algún momento.

El espacio de trabajo de la

relatividad, conocido como Espacio

de Minkowsky, será un espacio

vectorial cuatro-dimensional dotado

de una métrica, en el que la

coordenada temporal se incluye

como cuarta componente de los

vectores, llamados cuadrivectores,

de la forma siguiente:

Page 4: Relatividad, Predicibilidad y Caos

El razonamiento que usó Einstein se basó en la

clásica "historia del ascensor" en física

resumiendo, luego de esta experiencia Albert

concluyó que la Gravedad podría ser una "fuerza

ficticia", es decir, solo un efecto post-acción y no

el causante en sí, es más, la llamó un "efecto

geométrico". Con esto se distanció muchísimo de

la clásica y bicentenaria Teoría de la Gravedad de

Isaac Newton, modificando de sobremanera la

manera de mirar el universo.

Así pues, la Relatividad General abandona el concepto de espacio inmutable que

acompañaba a la física desde los tiempos de Galileo y postula que la masa (y, por

ende, cualquier tipo de energía) es capaz de curvar el espacio-tiempo a su

alrededor, es decir, hacerlo pasar de plano a curvo y, por tanto, modificar la

métrica subyacente.

El resultado de este razonamiento es la tan famosa ecuación de campo de

Einstein, que, en unidades naturales (c=1 y G=1) es:

Page 5: Relatividad, Predicibilidad y Caos

¿cómo influye la curvatura del espacio en el movimiento de los objetos a través

de él? Aquí sí conviene recurrir al típico ejemplo. Imaginemos que nuestro

espacio curvo no es más que una sábana sobre la que se han colocado varios

objetos, provocando que esta se curve en cierto modo. Si intentásemos hacer

rodar una pequeña pelota por la sábana, veríamos que se separa de su

trayectoria original conforme se acerca a cada objeto, es decir, la curvatura de la

sábana modifica su inercia. Algo parecido ocurre con los cuerpos en relatividad

(obviamente bajo conceptos y "tejidos" matemático-físicos profundos). Así,

nuestro planeta, envuelto en la curvatura del espacio provocada por el Sol,

modifica su trayectoria conforme a esta, resultando las órbitas que cada año

recorremos por el espacio.

La masa curva el espacio tiempo, obligando a los cuerpos

a modificar su trayectoria.

Hablando de una manera más clara, podríamos hablar de

que los cuerpos se mueven libres, sin fuerzas actuando

sobre ellos, pero sujetos a la curvatura del espacio. En este

caso, el funcional de acción es equivalente al funcional de

longitud de la trayectoria, restringido a la curvatura que

posea el espacio de trabajo:

Está es la forma general del funcional de acción relativista.

Page 6: Relatividad, Predicibilidad y Caos

Así, las trayectorias seguidas por los cuerpos

serán aquellas que hagan estacionario el

funcional anterior, conocidas como geodésicas

y que resultan ser, como no podía ser de otra

forma, meras líneas rectas en el caso de un

espacio plano; pero poseen otra forma en

espacios curvos.

De esta elegante manera, Albert Einstein

formuló una de las teorías más bellas que

maneja el ser humano. El principal detalle es

que para tamaños medios (tierra) y grandes

(universo) funciona a la perfección pero para

tamaños pequeños (sub atómicos) no tiene

100% de validez, ya que no explica los

procesos a esa escala y no logra concordar con

la Mecánica Cuántica (Física que gobierna a

esta escala y que también está comprobada).

Poética y paradójicamente el tiempo es el único

que nos dará la solución a este problema.

Page 7: Relatividad, Predicibilidad y Caos

La materia puede ser transformada en energía, y la energía en materia.

Por ejemplo, considere un átomo de hidrógeno simple, compuesto básicamente

por un solo protón. Esta partícula subatómica tiene una masa de

0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 672 kg

Esta es una masa minúscula. Pero en cantidades normales de materia hay una

gran cantidad de átomos! Por ejemplo, en un kilogramo de agua pura, la masa de

los átomos de hidrógeno equivale a apenas algo más de 111 gramos, oa 0.111

kilogramos.

la fórmula de Einstein nos dice la cantidad de energía de esta masa sería

equivalente a, si se tratara de repente todo se volvió en el energía. Se dice que

para encontrar la energía, multiplica la masa por el cuadrado de la velocidad de

la luz , este número que es 300.000.000 metros por segundo (un muy gran

número):

= 0.111 x 300.000.000 x 300.000.000

= 10.000.000.000.000.000 julios

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Page 9: Relatividad, Predicibilidad y Caos

.

Cuando se efectúa una predicción, se está

estimando un valor futuro de alguna variable

que se considere representativa de una cierta

situación. Por ejemplo, en cuestiones

climáticas podría tratarse de temperaturas

medias de la atmósfera en determinados

niveles, concentraciones de

gases, precipitación, etc. También se pueden

hacer predicciones espaciales, como la

ubicación, movilidad e intensidad local de

fenómenos extremos, caso por ejemplo de los

huracanes y tormentas tropicales.

Normalmente ambos tipos de predicción están

ligados y se realizan a la vez, como lo prueban

los productos que ofrecen las grandes

agencias e institutos de Meteorología y

Climatología.

Page 10: Relatividad, Predicibilidad y Caos

• Es la denominación popular de la rama de las matemáticas, la física y

otras ciencias que trata ciertos tipos de sistemas dinámicos muy

sensibles a las variaciones en las condiciones iniciales.

• Variaciones en dichas condiciones iniciales, pueden implicar grandes

diferencias en el comportamiento futuro; complicando la predicción a

largo plazo.

• Esto sucede aunque estos sistemas son deterministas, es decir; su

comportamiento está completamente determinado por sus condiciones

iniciales.

Page 11: Relatividad, Predicibilidad y Caos

La teoría del caos, en la medida en que considera que existen procesos

aleatorios, adopta la postura (b), pero en la medida en que dice que ciertos

otros procesos no son caóticos sino ordenados, sostiene que sí, que

existen vínculos causales. Los vínculos causales que más desarrollará son

los circuitos de retroalimentación positiva, es decir, aquellos donde se

verifica una amplificación de las desviaciones: por ejemplo, una pequeña

causa inicial, mediante un proceso amplificador,

podrá generar un efecto considerablemente

grande. No nos alarmemos. Esto lo iremos

aclarando poco a poco.

Page 12: Relatividad, Predicibilidad y Caos

Empezaremos con la parte anecdótica de la

teoría del caos, el famoso "efecto mariposa" Es

decir, comenzaremos a investigar el iceberg a

partir de su punta visible que, como sabemos, es

apenas una mínima fracción del total.

En principio, las relaciones entre causas y efectos

pueden examinarse desde dos puntos de vista:

cualitativo y cuantitativo. Desde la primera

perspectiva, las relaciones causa-efecto pueden

ser concebidas de varias maneras: a) como

vínculos unidireccionales: A causa B, B causa

C, etc., pero los efectos resultantes no vuelven a

ejercer influencia sobre sus causas originales; b)

como eventos independientes: según esta

concepción, no habría ni causas ni efectos: cada

acontecimiento ocurriría al azar e

independientemente de los otros; c) como

vínculos circulares: A causa B, y B a su vez causa

A, es decir, el efecto influye a su vez sobre la

causa, como resultado de los cual ambos

acontecimientos son a la vez causas y efectos.

Efecto mariposa y caos matemático.-

Page 13: Relatividad, Predicibilidad y Caos

La Teoría de la Relatividad es que el espacio y el tiempo no son

absolutos sino relativos. ¿Qué quiere decir esto? nunca

podríamos acelerarnos hasta la velocidad de la luz y ,cuanto

más lo intentáramos más deformados nos volveríamos respecto

a un observador exterior.