Какво представлява "проблемът с трите тела"

С леди излизането на филма на Netflix "Проблемът с трите тела", базиран на известната поредица романи на Лиу Цъсин, много хора се питат какво точно представлява проблемът с трите тела. Присъединете се към нас на едно пътешествие в областта на физиката и математиката, което започва в самото начало на съвременната наука и продължава да тормози учените и мислителите и до днес. 

Законите за движението на Нютон и законът за всеобщото притегляне са в основата на класическата физика и са в състояние да обяснят поведението на широк кръг явления. По-специално, с тях лесно може да се опише движението на планетите около дадена звезда - това са задачи за две тела, звезда и нейната планета или Земята и Луната. 

Тези задачи за две тела могат да бъдат решени с точност, което осигурява голяма способност за предсказване. Познавайки началните условия, можем да изчислим как ще се развива системата завинаги. Сега нека добавим трето тяло. Проблемът с две тела е напълно решим, но проблемът с три тела не е. 

What exactly is the three-body problem?

A three-body problem exists when three celestial objects are exerting force onto each other. "If you have three bodies or more, then the orbit becomes chaotic," explains Dr. Kenzie. More here: https://t.co/az5T9vPNWG pic.twitter.com/OzHhpa8Ceg

— Netflix Tudum (@NetflixTudum) March 26, 2024

Не съществува обобщено решение, което да ви позволи да предвидите поведението на три обекта (частици, или планети) по законите за движение и сила. Възможно е да се намерят решения за конкретни случаи. 

Първоначално въпросът за проблема с три тела (а след това и с n тела) се отнася до стабилността на системата Земя-Луна-Слънце и на Слънчевата система като цяло. Търсенето на решения доведе до появата на нови математически инструменти като теорията на смущенията, за да се подобри намереното числено решение за движението на планетарните тела.  

То доведе и до предсказването на троянски астероиди по орбитата на Юпитер от родения в Италия математик Жозеф-Луи Лагранж, който изучаваше конкретен случай на задачата за три тела. 

What Is The Three-Body Problem?https://t.co/lM9oxRM17A

— IFLScience (@IFLScience) March 22, 2024

Макар че проблемът с трите тела, използващ Нютоновата гравитация, се смята за традиционен за решаване, той се среща и в квантовата механика. Атомът на хелия с положително ядро, около което обикалят два отрицателни електрона, също е пример за проблем с три тела.  

А ако харесвате гравитацията, но предпочитате да превърнете живота си в ад, защо не се опитате да намерите решение на проблема с трите тела, използвайки общата теория на относителността?   

На всеки няколко години се намират нови решения на конкретни проблеми с три тела.  

* Във видеото: Любопитни факти за космоса

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase