O Conjunto de Mandelbrot

 

Uma eternidade não seria tempo suficiente para conseguirmos observar todo este fractal, com os seu discos enfeitados com extremidades espinhosas, as suas espirais e filamentos enrolando-se em todas as direcções, exibindo volumosas moléculas infinitamente variadas.

Se examinarmos a côr do conjunto de Mandelbrot através da janela ajustável dum écran de computador,  vemos que é muito rica a sua complicação ao longos das diversas escalas. Uma catalogação das diferentes imagens no seu interior ou uma descrição numérica no seu contorno iria exigir uma quantidade infinita de informação.  

Conjunto de MandelbrotO conjunto de Mandelbrot é obtido quando submetemos os números complexos (números do tipo a + ib, em que, a e b são números reais e i é a constante imaginária) a um processo iterativo.

Ao aplicar este processo repetidamente, obtemos uma sequência de números un, cuja distância ao 0 (ou seja, o módulo |un|) se mantém finita ou tende para infinito.

É esta fronteira, entre o finito e o infinito que delimita o conjunto de Mandelbrot.

Como se constrói o Conjunto de Mandelbrot?

Para responder a esta pergunta, basta explicar como se atribui a cor a um número complexo a + ib qualquer, que vai ser desenhado como um ponto (a, b) no plano.

Vamos denotar por z o número anterior (a + ib).

Submete-se o número z ao seguinte processo iterativo:

em que w é um número complexo constante.

Observando o comportamento de zn+1, ou seja, do seu módulo |zn+1|, temos as seguintes possibilidades:

Um ponto é marcado neste fractal não quando satisfaz a equação, mas sim segundo um certo tipo de comportamento. Um comportamento possível pode ser um estado estacionário; outro pode ser a convergência para uma repetição periódica de estados;  e outro ainda pode ser um corrida descontrolada para o infinito.

Este comportamento de convergência para uma repetição periódica de estados é passível de ser observada e, depois, todos nos podemos interrogar se o resultado é infinito ou não. 

Este comportamento assemelha-se ao processo de feedback no mundo do dia-a-dia. Pode imaginar-se que estamos a montar um microfone, amplificador e colunas de som num auditório - estamos preocupados com o ruído estridente de feedback acústico. Se o microfone capta um som suficientemente alto, o som amplificado vindo das colunas irá entrar de novo no microfone num ciclo infinito, com um som cada vez mais elevado. Por outro lado, se o som é baixo irá apenas desaparecendo, até deixar de ser ouvido. Para construir um modelo para este processo de feedback poderíamos escolher um número inicial, multiplicá-lo por si mesmo, multiplicar o resultado por si mesmo, e assim sucessivamente, Iríamos descobrir que os grandes números conduzem rapidamente ao infinito:10,100,10000... Mas os números pequenos levam a zero: .

 

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