El caos dinámico (también caos determinista ) es un fenómeno en la teoría de los sistemas dinámicos , en el que el comportamiento de un sistema no lineal parece aleatorio, a pesar de que está determinado por leyes deterministas. El término caos determinista se usa a menudo como sinónimo ; ambos términos son completamente equivalentes y se utilizan para indicar una diferencia significativa entre el caos como tema de estudio científico en sinergética y el caos en el sentido ordinario.
La razón de la aparición del caos es la inestabilidad (sensibilidad) con respecto a las condiciones y parámetros iniciales: un pequeño cambio en la condición inicial a lo largo del tiempo conduce a cambios arbitrariamente grandes en la dinámica del sistema.
Dinámica que es sensible a los más mínimos cambios en las condiciones iniciales del sistema, a partir de las cuales comienza su desarrollo, cambio, y en la que estas mínimas desviaciones se multiplican muchas veces en el tiempo, haciendo difícil predecir los estados futuros del sistema, es a menudo llamado caótico.
Por ejemplo, conocemos la trayectoria de un sistema mecánico si se dan las condiciones iniciales. Si el sistema fuera estable, no caótico, entonces con pequeños cambios en las condiciones iniciales, la nueva trayectoria no diferiría mucho de la anterior, incluso es posible que la nueva trayectoria de movimiento coincidiera con la anterior a lo largo del tiempo. Pero si el sistema fuera caótico, inestable, al principio las trayectorias vieja y nueva podrían estar cerca, pero con el tiempo las trayectorias se volverían completamente diferentes, es decir, el sistema mostraría una alta sensibilidad a los datos iniciales del problema de movimiento.
Dado que el estado inicial de un sistema físico no se puede especificar con absoluta exactitud (por ejemplo, debido a las limitaciones de los instrumentos de medición), siempre es necesario considerar algún área (aunque muy pequeña) de condiciones iniciales. Al moverse en un área limitada del espacio, la divergencia exponencial de las órbitas cercanas a lo largo del tiempo conduce a la mezcla de los puntos iniciales en toda el área. Después de tal mezcla, casi no tiene sentido hablar de la coordenada de una partícula en particular; es más apropiado cambiar a una descripción estadística del proceso, es decir, determinar la probabilidad de encontrar una partícula en un punto determinado.
Ejemplos de sistemas dinámicos caóticos son la herradura de Smale y la transformación del panadero .
Lo contrario, en cierto sentido, al caos dinámico es el equilibrio dinámico y el fenómeno de la homeostasis .