Nieuwe Wiskunde Zou Verborgen Bronnen Van Chaos Kunnen Onthullen

{h1}

Een nieuwe mathematische definitie van chaos, de neiging van systemen om snel in onvoorspelbaarheid te kruipen, zou situaties kunnen onthullen waarin chaos zou kunnen bloeien.

Het is dat punt wanneer een gladde rivier verandert in een tumultueuze werveling van wit water, de wervelstorm die onvoorspelbaar van koers verandert in een dubbeltje of de wilde interacties van drie planeten onder elkaars zwaartekracht.

Het is chaos.

Hoewel de meeste mensen instinctief chaos kennen wanneer ze het zien, is er geen enkele, universeel overeengekomen wiskundige definitie van de term. Nu hebben wetenschappers geprobeerd om op een wiskundige manier zulke chaotische systemen te beschrijven.

De nieuwe definitie, die werd beschreven in een paper die in juli in het tijdschrift Chaos werd gepubliceerd, zou kunnen helpen bij het identificeren van ogenschijnlijk soepele situaties waarin het potentieel voor chaos op de loer ligt, zei studie co-auteur Brian Hunt, een wiskundige aan de Universiteit van Maryland, College Park. [5 Seriously Mind-Boggling Math Facts]

Chaos theorie

Wiskundige Henri Poincaré kwam voor het eerst in aanraking met de wilde staat terwijl hij probeerde het gedrag van drie hemellichamen onder de zwaartekracht van een ander te beschrijven. Hun bewegingen bleken moeilijk te voorspellen na een paar stappen, en hij noemde dit soort grillige beweging 'chaos'. In tegenstelling tot echt willekeurig gedrag waren die systemen echter nog steeds 'deterministisch', wat betekent dat als men alle vroegere wetten en krachten kende die op de systemen inwerken, men perfect zou kunnen voorspellen waar ze in de toekomst zouden zijn. (Daarentegen zijn deeltjes op subatomaire schaal fundamenteel onzeker, wat betekent dat er geen manier is om perfect te voorspellen wat een bepaald teensy deeltje zal doen.)

Maar wetenschappers merkten de chaos rond het universum pas echt op in de zestiger jaren, toen computers krachtig genoeg waren om cijfers te kraken en vergelijkingen op te lossen die niet op papier konden worden uitgewerkt, zei Edward Ott, een fysicus aan de universiteit van Maryland, College Park.

Soms, zoals in het geval van een eenvoudige slinger, zouden computers tot ver in de toekomst gedrag kunnen voorspellen door slechts een paar feiten te kennen. Maar andere systemen waren veel vreemder. Computers hadden bijvoorbeeld een belachelijke hoeveelheid extra informatie nodig om te voorspellen wat een weersysteem zou doen, slechts een paar dagen in de toekomst. Daarom is een weersvoorspelling van vier uur meestal precies goed, maar een prognose van tien dagen is weinig meer dan een historische gok. Ga ver genoeg in de toekomst, "en uiteindelijk zal je niets weten over wat het weer zal gaan doen," vertelde Ott aan WordsSideKick.com.

Toen onderzoekers zich eenmaal realiseerden dat chaos zo vaak in het spel was, begonnen wiskundigen zoals Edward Lorenz nieuwe theorieën te ontwikkelen voor hoe deze chaotische systemen werken. Maar decennia later had nog niemand een eenvoudige mathematische definitie van chaos bedacht die al deze situaties in de hel scheen te perfectioneren, zei Ott.

Eén regel voor chaos

Dus probeerden Hunt en Ott het probleem aan te pakken. Het team ontwikkelde een definitie van chaos die bedrieglijk eenvoudig was, en grofweg gebaseerd op de hoeveelheid die overeenkomt met entropie, of de inherente neiging van dingen in het universum om van een meer ordelijke naar een meer chaotische toestand over te gaan. Ze vonden dat, als dit entropylike getal, expopie-entropie genaamd, positief is, het systeem chaotisch zou kunnen worden, terwijl een met nul expansie-entropie niet chaotisch zou worden.

In essentie stelt de nieuwe methode onderzoekers in staat snel de neiging vast te stellen dat dingen snel in een afgrond van onvoorspelbaarheid terechtkomen.

"Je zou kunnen zeggen dat je chaos hebt als je een exponentiële groei van onzekerheid hebt", vertelde Hunt WordsSideKick.com. "Dat kan gebeuren in relatief eenvoudige systemen die mensen niet bereid zijn geweest om chaotisch te noemen."

De bevindingen zouden wetenschappers kunnen helpen om gemakkelijk te bepalen of er een verborgen mogelijkheid is dat chaos bloeit in een anders zeer geordend systeem, zei Hunt.

"Een ding dat we proberen te doen is identificeren wanneer chaos aanwezig is, maar misschien alleen in zeldzame omstandigheden," zei Hunt.

Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om verborgen zakken met turbulentie in de lucht te identificeren, zei Hunt.

Volg Tia Ghose op tjilpenen Google+. Volgen WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Curious Beginnings | Critical Role | Campaign 2, Episode 1.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com