Tocmai am primit 12.000 de soluții noi la infama problemă a celor trei corpuri

În 1687, Isaac Newton și-a formulat legile mișcării universale și gravitației, aruncând lumină asupra mișcării stelelor, lunilor și planetelor îndepărtate.

Cu o lovitură de pene, munca de pionierat a lui Newton a declanșat, de asemenea, o căutare de secole de soluții matematice pentru a controla sisteme triadice haotice, cum ar fi Soarele, Luna și Pământul, pe care cercetătorii încă le încurcă până în prezent.

Ivan Hristov de la Universitatea Sofia din Bulgaria și colegii săi sunt ultimii dintr-un lung șir de astronomi și matematicieni care, încă din zilele lui Newton, au încercat să găsească soluții pentru a explica modul în care trei corpuri cerești rămân blocate într-un dans stabil, aruncându-se unul pe altul sub forțe gravitaționale reciproce fără să se ciocnească sau să se lanseze în spațiu.

Se numește dilema Problemă cu trei corpuriSe extinde la orice trio de corpuri încurcate gravitațional. Soluția va permite astronomilor să reprezinte mișcările așteptate ale acestor obiecte având în vedere pozițiile și vitezele lor inițiale.

Poate părea simplu, dar aruncarea unui al treilea corp într-un sistem cu două corpuri face mult mai dificilă prezicerea acelor mișcări. Supercalculatoare Rețelele neuronale au ajutat cu siguranță.

Acum, Hristov și colegii săi au raportat 12.409 modele orbitale pentru sisteme cu trei corpuri care funcționează în limitele legilor lui Newton și au trei mase egale. Este un număr surprinzător de soluții care nu au fost încă evaluate de colegi, dar care, totuși, ar trebui să genereze o dezbatere sănătoasă.

Nu a fost găsită o soluție cuprinzătoare și cuprinzătoare la problema celor trei corpuri; Majoritatea sistemelor au ca rezultat o mișcare haotică care este dificil de prezis.

Dar, la fel ca acest ultim studiu, s-au descoperit un set de soluții pentru cazuri speciale, când sistemul funcționează în anumite condiții. Cu toate acestea, unele sunt mai relevante pentru astronomia practică decât altele.

Acest ultim lot de soluții este pentru sistemele în care cele trei obiecte sunt inițial staționare, înainte de a „cădea” unul în ghearele gravitaționale ale celuilalt. Deci, deși soluțiile pot satisface matematicienii curioși, probabil că au puține aplicații în lumea reală.

„Majoritatea, dacă nu toate, necesită condiții inițiale atât de precise încât probabil că nu sunt niciodată atinse în natură”, a spus fizicianul de la Universitatea de Stat din Louisiana, Johann Frank. Spune Jurnalistul Matthew Sparks lume noua.

Cu toate acestea, Hristov și colegii săi au folosit un supercomputer pentru a construi pe baza lucrărilor anterioare, A fost publicat în 2019care a găsit mai mult de 300 de noi familii de orbite periodice pentru problema cu trei corpuri în cădere liberă, în special.

Potrivit lui Kristof și colegilor„Această lucrare a lăsat mult de dorit” și astfel au căutat să rezolve punctul matematic de disputa, și anume că obiectele din sistemele de cădere liberă nu cad în orbite închise, deformate, ci oscilează pe căi deschise. Cu toate acestea, munca lui Hristov și a colegilor este diferită, deoarece ia în considerare trei obiecte de masă egală, mai degrabă decât cele aleatorii.

Orbitele în cădere liberă „pot fi de interes astronomic”, spun Hristov și colegii săi El scrie. Deși depinde de cât de stabile sunt noile soluții atunci când se ține cont de influența obiectelor îndepărtate sau a vântului solar.

Sistemele cu trei corpuri tind să se prăbușească, spune Frank, în cazul în care două obiecte se combină într-un sistem binar și aruncă o a treia masă.

Deocamdată, cel puțin Hristov este corect Celebrare În frumusețea orbitelor așteptate. „Stable sau instabil – este de mare interes teoretic.” Spune Scântei. „Au o structură spațială și temporală foarte frumoasă.”

Era studiul Publicat pe arXiv Înainte de evaluarea inter pares.