Sincronía: cuando la naturaleza sigue la coreografía perfecta

Desde nuestra infancia, hemos experimentado momentos maravillosos en la naturaleza, como cuando observamos una bandada volando en el cielo o vemos un cardumen desplazarse en el agua. Notamos la armonía con la que pájaros y peces se integran a un objeto mayor, siguiendo una meticulosa coreografía. Eso nos lleva a preguntarnos cómo logran moverse con esa impresionante y precisa forma colectiva.

• Este fenómeno es llamado sincronizacióny ha sido un punto de inspiración en distintas áreas de la ciencia, como en la biología, la física y la economía, entre otras.

Existe también un espectáculo fascinante que protagonizan las luciérnagas en el Parque Nacional Great Smoky Mountains en Tennessee. Allí, durante un período del año, puede observarse el tintineo de luces provocadas por muchas de ellas, generando el fenómeno de sincronización.

• Se ha logrado concluir que esto se debe a un comportamiento de imitación entre ellas, a través de un marcado ritmo de tiempo, con el propósito de atraer a las hembras en el período de apareamiento.

La ciencia siempre ha querido comprender este fenómeno, y hasta nuestros días grupos de investigadores en todo el mundo lo estudian desde distintas disciplinas. Por el lado de la física, en la década de los 80, un joven japonés llamado Yoshiki Kuramoto propuso una ecuación para comprender el fenómeno de sincronización, que hoy conocemos como el modelo de Kuramoto.

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• En este modelo, cuando un conjunto de partículas –por ejemplo, las luciérnagas– interactúan entre sí, pueden generar dos tipos de dinámicas colectivas: desincronización y sincronización. Esta última ocurre cuando el conjunto de partículas posee la misma dinámica, la misma forma de moverse, tanto en el espacio como en el tiempo.

La importancia fundamental de este modelo radica en su simplicidad, pero también en su variabilidad, porque es la base para establecer de forma cuantitativa cuándo algo está en sincronía.

• De hecho, recientes estudios en el área de la optomecánicahan podido observar el fenómeno bajo la acción de interacción entre la luz y un dispositivo mecánico. La economía tampoco es ajena a esto: cuando los mercados financieros se mueven en forma sincronizada, toda la economía fluye de forma más equilibrada.
• Así, en términos generales, cuando varios agentes –ya sean moléculas, animales, células, personas o bacterias– interactúan entre sí mediante acciones propias, pero con el fin de adquirir una dinámica colectiva, en armonía en el espacio y el tiempo, estamos ante el fenómeno llamado sincronización.

Existe un gran espectro de situaciones donde el fenómeno ha sido observado. Sin embargo, cuando un grupo de aves, peces o luciérnagas desarrolla la sincronización de forma espontánea y natural, ocasiona algo de lo que no podemos apartar la mirada.  Es que quizás sea uno de esos pocos lugares en donde la magnificencia de la naturaleza y la simpleza elegante de las matemáticas confluyen sin conflicto, revelando profundas verdades de nuestro universo.