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El desorden y la aleatoriedad siempre han sido conceptos difíciles de comprender, pero son las dos características claves que definen los sistemas complejos cuando se habla de física. Es por eso que el Premio Nobel en esta disciplina ha galardonado a tres científicos, Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann y Giorgio Parisi, por dar con nuevos métodos para describir y predecir su comportamiento a largo plazo.
¿Qué sistemas complejos existen? Uno de vital importancia para la vida, sin ir más lejos, es el clima de la Tierra. Syukuro Manabe consiguió demostrar cómo un incremento en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera conlleva un aumento de las temperaturas en la superficie terrestre.
Pioneros en el estudio del clima
El científico japonés ya lideró el desarrollo de modelos físicos del clima de la Tierra en la década de los 60, además de ser la primera persona en explorar la interacción entre el equilibrio de la radiación y el transporte vertical de masas de aire. Por todo ello, sus esfuerzos a lo largo de sus 90 años de vida han sentado las bases para el desarrollo de los modelos climáticos que se manejan en la actualidad, valiéndole el máximo galardón en la disciplina, un premio que comparte con Klaus Hasselmann.
Las investigaciones de Syukuro Manabe han sentado las bases para el desarrollo de los modelos climáticos que se manejan en la actualidad
El investigador alemán, fundador del Instituto Max Planck de Meteorología, creó un modelo que enlaza el clima y el tiempo atmosférico para explicar por qué los modelos climáticos –pensados a largo plazo– pueden ser fiables a pesar de que el tiempo atmosférico –donde entra en juego el corto plazo– sea caótico y cambiante. Además, también desarrolló modelos para identificar las huellas que dejan los fenómenos naturales y la actividad humana en el clima.
Al conocer esas señales específicas, sus métodos han sido utilizados para demostrar que el aumento de la temperatura en la atmósfera se debe a las emisiones humanas de dióxido de carbono. Gracias a las investigaciones de estos científicos sabemos cómo funciona el cambio climático y cuál es la implicación del ser humano en este proceso.
Los modelos de Hasselmann demuestran que el aumento de la temperatura en la atmósfera se debe a las emisiones humanas de dióxido de carbono
En busca del orden
Sin embargo, la otra parte del galardón viaja hasta Italia, concretamente a la Universidad Sapienza de Roma. En la capital italiana, Giorgio Parisi descubrió en la década de los 80 los patrones ocultos en los materiales complejos desordenados, unas contribuciones que se sitúan entre las más importantes del campo de la teoría de los sistemas complejos.
Sus investigaciones han hecho posible el entendimiento y la descripción de materiales y fenómenos aparentemente aleatorios en áreas como la física, las matemáticas, la biología, la neurociencia y el machine learning.
«Los descubrimientos que se premian este año demuestran que nuestro conocimiento sobre el clima se asienta en unas bases científicas sólidas, basadas en el análisis riguroso de las observaciones. Todos los laureados de este año han contribuido a que aumente nuestro conocimiento de las propiedades y la evolución de los sistemas físicos complejos», afirma Thors Hans Hansson, presidente del Comité Nobel de Física.
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