Jak exponát vypadá
Jak exponát vypadá: 
Autor textu
Autor textu: 
Exponát má na starosti
Exponát má na starosti: 
O čem je tento exponát
O čem je tento exponát: 
Rozkývejte kyvadlo a sledujte, jestli se jeho pohyb nějak opakuje. Dokážete odhadnout, kdy se jedno z barevných ramen začne točit na opačnou stranu nebo jak dlouho se na tu stranu bude točit? Pokud se vám to nepovede, nezoufejte! V jeho pohybu totiž panuje naprostý chaos.
„Slovo chaos samořejmě používá spousta autorů ve vágním smyslu, ale ve fyzice znamená zcela určitý jev, totiž že v nelineárním systému je výsledek často neurčitě a libovolně citlivý na nepatrné změny počátečních podmínek.“ Touto větou charakterizoval chaos nositel Nobelovy ceny za fyziku Murray Gell-Mann.

Teorie

Chaotické kyvadlo ukazuje, jak jednoduché zatočení kolečka, má za následek nepředvídatelný a komplikovaný pohyb. Chaotické kyvadlo představuje fyzikální systém, který je citlivý na počáteční podmínky. V důsledku citlivosti systému na počáteční podmínky se chování takového fyzikálního systému jeví jako náhodné.

Jednoduché kyvadlo kmitá pravidelně, pokud mu nedodáváme energii, tak i tlumeně. Jiná situace nastane, pokud kyvadlo doplníme otočným kloubem. Kmitání kyvadla se stane naprosto chaotickým, nepředvídatelným. 


Kyvadlo doplněné otočným kloubem. 
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Rozvoj teorie chaosu přišel až s prvními počítači (jeden z prvních byl ENIAC, který předpovídal počasí). Teorie chaosu se dá aplikovat na dráhy kulečníkových koulí, golfových míčků, problém více těles – například soustavu dvanácti Neptunových měsíců.

Zajímavost z meteorologie:
V roce 1961 se Edward Lorenz zabýval numerickými simulacemi počasí. Pracoval v MIT (Massachusetts Institute of Technology) a jeho stařičký počítač měl za úkol vykreslit zajímavý graf počasí. Trvalo mu to dlouho, a tak si Lorenz zašel na kávu. Když přišel, tak byl hodně překvapený. Graf vypadal úplně jinak než předešlý den. Myslel si, že zadal počáteční podmínky stejně, ale pak zjistil, že v předchozím grafu zadal hodnoty na šest desetinných míst a teď na tři. Aby vysvětlil tyto nesrovnalosti, musel zavést pojem „efekt motýlího křídla“. Ten znamená, že nepatrná vzdušná turbulence se může přeměnit v hurikán na druhé straně zeměkoule - nepatrné změny počátečních podmínek mohou vést k dalekosáhlým změnám systému.
Lorenz se problémem zabýval podrobněji a zjistil, že vývoj počasí z různých počátečních pomínek vede jen k určitým koncovým stavům. Tyto koncové stavy nazval atraktory. Koncové stavy nelze zpětným dopočtem určit. Pokud velmi málo odlišné počáteční podmínky vedou k úplně jiným výsledkům, nazýváme takový atraktor podivný. Nejznámější je Lorenzův podivný atraktor.

Lorenzův podivný atraktor.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.

Teorie chaosu vznikla přibližně ve stejné době jako teorie fraktálů. Obě teorie mají k sobě blízko, například některé podivné atraktory jeví fraktální strukturu.

Autor textu
Autor textu: 
Tento text se týká exponátu
Tento text se týká exponátu: 
Uvedený exponát je součástí expozice
Uvedený exponát je součástí expozice: 
Odborným garantem této expozice je
Odborným garantem této expozice je: 

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.