Исследователи решили задачу «трех тел» Ньютона

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 09.01.2020 18:42

Прошло почти 350 лет с тех пор, как сэр Исаак Ньютон обрисовал в общих чертах законы движения, утверждая, что «для каждого действия существует равная и противоположная реакция».

Эти законы заложили основу для понимания нашей солнечной системы и, в более широком смысле, для понимания отношений между массой тела и силой, действующей на него. Тем не менее, новаторская работа Ньютона также создала задачу, которая веками озадачивала ученых: проблема трех тел.

Воспользовавшись законами движения, чтобы описать, как планета Земля вращается вокруг Солнца, Ньютон предположил, что эти законы помогут нам рассчитать, что произойдет, если в задачу будет добавлено третье небесное тело, такое как луна. Однако в действительности уравнения трех тел стали гораздо сложнее решаться.

Когда два (или три тела разных размеров и на разных расстояниях) вращаются вокруг центральной точки, легко рассчитать их движения, используя законы движения Ньютона. Однако, если все три объекта имеют сопоставимый размер и расстояние от центральной точки, развивается борьба за власть, и вся система оказывается в хаосе. Когда случается хаос, становится невозможным отслеживать движения тел с помощью обычной математики.

Теперь международная команда, возглавляемая астрофизиком доктором Николасом Стоуном из Института физики имени Рака в Еврейском университете, сделала большой шаг вперед в решении этой проблемы. Их выводы были опубликованы в последнем издании Nature.

Стоун и профессор Натан Ли из Университета Чили в Консепсьоне опирались на открытия последних двух веков, а именно на то, что нестабильные системы трех тел в конечном итоге изгонят одно из трио и сформируют устойчивые бинарные отношения между двумя оставшимися телами. Эти отношения были в центре их изучения.

Вместо того, чтобы принимать хаотическое поведение систем как препятствие, исследователи использовали традиционную математику для предсказания движений планет. «Когда мы сравнили наши прогнозы с компьютерными моделями их реальных движений, мы обнаружили высокую степень точности», - поделился Стоун.

В то время как исследователи подчеркивают, что их результаты не представляют собой точное решение проблемы трех тел, статистические решения по-прежнему чрезвычайно полезны, поскольку они позволяют физикам визуализировать сложные процессы.

«Возьмите три черные дыры, которые вращаются вокруг друг друга. Их орбиты обязательно станут нестабильными, и даже после того, как одна из них будет выброшена, мы все еще очень заинтересованы в отношениях между выжившими черными дырами», - объяснил Стоун. Эта способность предсказывать новые орбиты имеет решающее значение для нашего понимания того, как они, и любые оставшиеся с тремя телами, будут вести себя в новой стабильной ситуации.

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2020-01-09T18:42:00+03:00 / 396

Другие новости / Интересные

Интересные