Laboratorio de Caos con Bolas Rebotantes

Cientos de bolas, colisiones en 2D e intuición sobre el caos a partir de perturbaciones diminutas.

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Datos diez veces mejores compran solo un poco más de tiempo 🖖

El caos no hace imposible la predicción, la hace costosa de una manera concreta. Los errores aquí crecen multiplicativamente: la separación entre dos ejecuciones casi idénticas se duplica cada cierto tiempo, en una escala que fija el sistema y no tú. Eso significa que el horizonte hasta el que puedes predecir crece como el logaritmo de tu precisión. Medir el estado inicial diez veces mejor te compra solo unos 3,3 tiempos de duplicación extra, y hacerlo mil veces mejor unos 10. Cada dígito adicional cuesta lo mismo que el anterior y devuelve el mismo pequeño incremento. Por eso las previsiones meteorológicas se estancan en torno a dos semanas por muchos sensores que se añadan.

dos mundos compitiendo por discrepar 🖖

Este laboratorio es en esencia una carrera entre dos universos casi idénticos. Lanzas una segunda ejecución con un empujón mínimo de velocidad (seedDelta) y observas cómo un medidor de divergencia sube mientras las dos nubes de bolas aún parecen superpuestas. La lección: si las dejas correr lo suficiente, el número siempre gana — el determinismo no garantiza la predicción. La restitución e fija cuánta energía de impacto sobrevive a cada choque.

las bolas redondas son máquinas de caos 🖖

El caos no está en las bolas, sino en su forma. Cuando dos bolas redondas chocan, una diferencia del grosor de un cabello en el punto de contacto separa los ángulos de rebote, porque una superficie convexa dispersa las trayectorias vecinas como una lente divergente. El matemático Yákov Sinái lo demostró en 1970: una caja plana con un único obstáculo circular (el billar de Sinái) es rigurosamente caótica, mientras que una caja rectangular simple no lo es. La curvatura, no la fuerza, fabrica la impredecibilidad.

Referencias (1)

Problemas de ejemplo

  • Elástico ideal - 120 bolas con un coeficiente de restitución de exactamente 1, sin resistencia ni fricción con las paredes. Es la única configuración preestablecida aquí cuya energía total se conserva, en lugar de disiparse gradualmente. Como seedDelta vale 0, no verás ejecuciones gemelas. Este es el caso de control.
  • Amortiguado - Régimen amortiguado: la resistencia y las paredes inelásticas disipan energía cinética con el tiempo.
  • Nube caótica - Nube densa: las colisiones frecuentes amplifican diferencias microscópicas hasta una divergencia macroscópica.
  • Gemelas casi idénticas - Demostración de ejecuciones gemelas: partidas casi idénticas divergen visiblemente, ilustrando la intuición del caos.