¿Cuál es la diferencia entre el caos hamiltoniano y el disipativo?

Aquí hay mucho que decir. Siguen algunos comentarios breves.

Por supuesto, los sistemas hamiltonianos tienen un flujo de espacio de fase incompresible y, por lo tanto, conservan el volumen de fase.
Esto tiene consecuencias inmediatas para el caos:

-Los sistemas familiares no tienen atractores, extraños (es decir, fractales) o de otro tipo.
Este es un contraste MAYOR con los sistemas disipativos.

-la interesante conexión entre la entropía topológica y la dimensión atrayente es, por lo tanto, irrelevante en los sistemas hamiltonianos.

-Los exponentes de Lyapunov para sistemas hamiltonianos deben sumar cero (conservación de volumen de fase). Por lo tanto, el estiramiento en algunas direcciones SIEMPRE implica contracción en otras.

-Los sistemas familiares tienden a exhibir caos con mayor frecuencia, a medida que aumenta el número de grados de libertad, ya que (en términos simples) es más fácil obtener superposición de resonancia (ala Chirikov) en dimensiones más altas.

-hablando de eso, las vías hacia el caos en los sistemas disipativos (es decir, la duplicación del período (Feigenbaum), la bifurcación de Hopf, etc. (Ruelle), etc.) son diferentes que en los sistemas de Hamilton (destrucción de KAM tori, superposición de islas, etc.).

-la acción en sistemas hamiltonianos (sin juego de palabras 🙂) está en resonancias, y más específicamente, en toros resonantes.

La lista es más larga y mucho más detallada.

La principal diferencia se debe al hecho de que los flujos hamiltonianos conservan una forma simpléctica (y, por lo tanto, el volumen del espacio de fase), mientras que los flujos disipativos no.

Una de las condiciones necesarias para el caos es que las órbitas estén delimitadas. En el caso de los sistemas disipativos, esto conduce a atractores extraños, que ocurren en regiones del espacio de fases que experimentan una contracción del volumen. El resultado es que todas las órbitas que comienzan en una determinada región convergen en un atractor extraño, que generalmente es un fractal. Las imágenes ‘estándar’ del caos, es decir, el atractor de Lorenz, son ejemplos de esto. Los sistemas hamiltonianos no pueden tener atractores y, en consecuencia, no se ven atractores extraños cuando hay caos.

Una diferencia secundaria es que el caos es probablemente un comportamiento genérico de los sistemas hamiltonianos, ya que los sistemas hamiltonianos casi nunca son integrables. En particular, en un espacio de fase con una dimensión mayor que 2, uno suele estar muy cerca de una región caótica de algún tipo. La imagen estándar asociada con esto es del mapa estándar (para ser justos, este es un sistema discreto).

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