Właśnie otrzymaliśmy 12 000 nowych rozwiązań niesławnego problemu trzech ciał

W 1687 roku Izaak Newton sformułował prawa powszechnego ruchu i grawitacji, rzucając światło na ruch gwiazd, księżyców i odległych planet.

Pionierska praca Newtona zapoczątkowała także trwające od wieków poszukiwania matematycznych rozwiązań pozwalających powstrzymać chaotyczne układy triadyczne, takie jak Słońce, Księżyc i Ziemia, nad którymi badacze wciąż zastanawiają się.

Ivan Hristov z Uniwersytetu Sofijskiego w Bułgarii i jego współpracownicy to kolejni astronomowie i matematycy, którzy od czasów Newtona próbują znaleźć rozwiązania wyjaśniające, w jaki sposób trzy ciała niebieskie pozostają zamknięte w stabilnym tańcu, podrzucając się pod wzajemne siły grawitacyjne bez kolizji i wystrzeliwania w przestrzeń kosmiczną.

Dylemat nazywa się Problem trzech ciałRozciąga się na dowolne trzy ciała splątane grawitacyjnie. Rozwiązanie umożliwi astronomom wykreślenie oczekiwanych ruchów tych obiektów, biorąc pod uwagę ich początkowe położenia i prędkości.

Może się to wydawać proste, ale wrzucenie trzeciego ciała do układu dwóch ciał znacznie utrudnia przewidywanie tych ruchów. Superkomputery Sieci neuronowe z pewnością pomogły.

Obecnie Hristov i jego współpracownicy zgłosili 12 409 wzorców orbit układów trzech ciał, które działają w granicach praw Newtona i mają trzy równe masy. To zaskakująca liczba rozwiązań, które nie zostały jeszcze poddane recenzji, a mimo to powinny wywołać zdrową debatę.

Nie znaleziono kompleksowego i kompleksowego rozwiązania problemu trzech ciał; Większość systemów powoduje chaotyczny ruch, który jest trudny do przewidzenia.

Jednak podobnie jak w najnowszym badaniu odkryto zestaw rozwiązań dla szczególnych przypadków, gdy system działa w określonych warunkach. Jednak niektóre są bardziej istotne dla astronomii praktycznej niż inne.

Najnowsza partia rozwiązań przeznaczona jest dla systemów, w których trzy obiekty są początkowo nieruchome, zanim „wpadną” w wzajemne sprzęgła grawitacyjne. Tak więc, chociaż rozwiązania mogą zadowolić ciekawskich matematyków, prawdopodobnie mają niewiele zastosowań w świecie rzeczywistym.

„Większość, jeśli nie wszystkie, wymaga tak precyzyjnych warunków początkowych, że prawdopodobnie nigdy nie zostaną one osiągnięte w naturze” – powiedział fizyk z Louisiana State University, Johann Frank. Powiedzieć Dziennikarz Matthew Sparks nowy Świat.

Jednakże Hristov i jego współpracownicy wykorzystali superkomputer do wykorzystania wcześniejszych prac, Została opublikowana w 2019 rokuw ramach którego odkryto ponad 300 nowych rodzin orbit okresowych, w szczególności dla problemu swobodnie spadających ciał.

READ  Japońskie lądowanie na Księżycu jest niepewne po utracie sygnału statku kosmicznego

Według Kristofa i współpracowników„Ta praca pozostawiała wiele do życzenia”, dlatego starano się rozwiązać matematyczny punkt sporny, a mianowicie to, że obiekty w układach swobodnego spadania nie wpadają na zamknięte, wypaczone orbity, ale oscylują po otwartych ścieżkach. Jednak praca Hristova i współpracowników jest inna, ponieważ uwzględnia trzy obiekty o jednakowej masie, a nie przypadkowe.

Orbity swobodnego spadania „mogą być przedmiotem zainteresowania astronomicznego” – twierdzą Hristov i jego współpracownicy On pisze. Choć zależy to od stabilności nowych rozwiązań, biorąc pod uwagę wpływ odległych obiektów lub wiatru słonecznego.

Frank twierdzi, że układy trzech ciał mają tendencję do zapadania się, gdy dwa obiekty łączą się w układ podwójny i wyrzucają trzecią masę.

Na razie przynajmniej Hristov jest sprawiedliwy Uroczystość W pięknie oczekiwanych orbit. „Stabilny czy niestabilny – ma to duże znaczenie teoretyczne”. Powiedzieć Iskry. „Mają bardzo piękną strukturę przestrzenną i czasową.”

To było badanie Opublikowano na arXiv Przed recenzją.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *