Un techo cuántico para el efecto mariposa: por qué los pronósticos chocan con un muro a los 129 días

La imagen familiar proviene del meteorólogo Edward Lorenz: diminutas diferencias en el estado inicial de la atmósfera pueden convertirse en un tiempo completamente distinto, la mariposa en Brasil y el tornado en Texas. Esa sensibilidad a las condiciones iniciales es el significado popular del efecto mariposa, y es la razón por la que los pronósticos se degradan con el plazo.

Menos conocido es lo que Lorenz mismo pretendía. Como lo ha expresado el climatólogo Tim Palmer, el verdadero efecto mariposa es una afirmación sobre los rendimientos decrecientes: duplicar la precisión de tus mediciones extiende el pronóstico fiable solo un incremento fijo, luego la siguiente duplicación añade la mitad, y así sucesivamente. En suma, incluso un conocimiento perfecto dejaría de rendir a partir de cierto horizonte finito, en un sistema completamente determinista.

El nuevo artículo toma esa vieja preocupación filosófica y le da un cuerpo físico. En lugar de razonar abstractamente sobre escalas infinitamente pequeñas, los autores preguntan qué perturbaciones inevitables garantiza realmente la física, calculan su crecimiento a través de la atmósfera y llegan a un horizonte concreto: 129 días, después de los cuales la predicción se vuelve imposible en principio en lugar de meramente difícil en la práctica.

Su perturbación candidata es la propia luz del Sol. La Tierra está bañada en cuantos de luz procedentes del Sol, y el estado cuántico exacto de esa luz no puede conocerse por completo, porque la física cuántica prohíbe el conocimiento total de la misma. Esa ignorancia irreducible entra a escalas diminutas y luego cabalga sobre el caos atmosférico hacia escalas cada vez mayores hasta que todo el sistema queda afectado.

La fuerza de la afirmación está en su alcance: supone que el pronosticador conoce perfectamente el estado inicial, ejecuta un modelo impecable y dispone de potencia de cálculo ilimitada, y aun así choca con el muro. El muro no está construido con deficiencias humanas, sino con las reglas de la física cuántica encontrando la maquinaria amplificadora del caos.

Esto difiere del razonamiento original de Lorenz, que invocaba inevitables cambios a escala molecular que se propagan hacia arriba sin nombrar un portador físico concreto. El nuevo argumento esquiva el límite confuso de las escalas infinitamente finas y se ancla en algo que la física describe con precisión: cuantos con estados exactos incognoscibles.

La tranquilizadora sorpresa concierne a las proyecciones climáticas. Los modelos que hablan de años y siglos tratan con promedios y probabilidades, como la temperatura media del océano bajo niveles dados de dióxido de carbono o la evolución de las probabilidades de eventos extremos. Nunca prometieron decirte si lloverá en París un día de julio específico dentro de décadas, así que un horizonte sobre la predicción de trayectoria única los deja intactos.

El cálculo marca efectivamente el punto donde promediar se convierte en lo mejor que cualquiera puede hacer. No mejora ni degrada esos promedios; te dice cuánto tiempo puede sobrevivir la predicción detallada día a día antes de que solo quede la estadística.

La presentadora califica el artículo con cinco sobre diez: conceptualmente importante, pero no del todo convincente en el punto de que los efectos cuánticos borran todo rastro del estado inicial. Aun así, la acoge como una contribución a lo que ella llama la intersección más infravalorada de los fundamentos de la física, donde la teoría cuántica se encuentra con el caos, con implicaciones que van desde la fusión hasta la computación cuántica y los agujeros negros.

El escepticismo está justificado respecto a la cifra exacta, que vive y muere con los supuestos de modelado sobre cómo se propaga la energía a través de las escalas. Pero la literatura más amplia sobre horizontes de previsibilidad, desde la teoría clásica del caos hasta trabajos recientes sobre el caos de nivel superior, coincide en que los horizontes finitos son la norma en los sistemas caóticos. Leo los 129 días como un primer hito cuantificado para la versión cuántica de esa afirmación, a la espera de verificaciones independientes.