Задача трех тел. Реальная проблема астрофизики в кино?

Недавно смотрела интересный сериал по трилогии Лю Цысиня "Задача трёх тел".

Первая книга из триллогии

Знаете что меня удивило в сериале?

Так это то как авторы обыграли реальную проблему астрофизики в хаосе и смоделлированная задача в VR игре прекрасна, а сколько учёных различных билось над ней?

Роман Лю Цысиня «Задача трёх тел», метафорически обыгрывает неразрешимость проблемы, символизируя хаос и непредсказуемость Вселенной.

Сколько на самом деле было конфликтов в сериале?

1) Конфликт сама задача

2) Конфликт между учёными и теми кто решает задачу

3) Конфликт учёная сама к себе из-за открытия "Физики не существует"

4) Конфликт нарушение протоколов радио и астрофизики

5) Конфликт земляне и трисолярианцы

Стало интересно так же а есть ли способы вообще хоть как-то решить задачу?

Задача 2х тел решаема, а трёх?

Что такое хаос с точки зрения науки?

Задача трёх тел в классической механике, которая изучает движение трёх гравитационно взаимодействующих тел, в общем случае не имеет точного аналитического решения. Это было доказано Анри Пуанкаре в конце XIX века, когда он показал, что система демонстрирует хаотическое поведение — даже незначительные изменения начальных условий приводят к кардинально разным траекториям. 

Однако есть важные нюансы:

1. Частные случаи с решениями: 

  - Точки Лагранжа (L1–L5) — конфигурации, где тела могут сохранять устойчивое положение относительно друг друга (например, в системе Солнце-Земля).

Расположение точек Лагранжа

Точки Лагранжа более понятная схема

  - Случай Эйлера и Лагранжа — специальные конфигурации, где тела движутся по определённым орбитам (например, равносторонний треугольник для тел с подходящими массами).

Если на основе линии, соединяющей оба тела системы, построить два равносторонних треугольника, две вершины которых соответствуют центрам тел M1 и M2, то точки L4 и L5 будут соответствовать положению третьих вершин этих треугольников, расположенных в плоскости орбиты второго тела в 60 градусах впереди и позади него.

2. Численные методы: 

  Для конкретных начальных условий задачу можно решить приближённо с помощью компьютерного моделирования (например, методы Рунге-Кутты). Это широко используется в астрономии для расчёта орбит планет, спутников и космических аппарат.

Предположим, три тела с массами ( m1, m2, m3 ) движутся в гравитационном поле друг друга. Для расчёта их траекторий можно использовать:

• Уравнение Ньютона

Уравнение Ньютона

• Численные методы:

 Например, метод Рунге-Кутты 4-го порядка или метод Верле для интегрирования уравнений движения.

Смоделированная задача трёх тел

3. Статистические подходы: 

  В случаях, где точное предсказание невозможно (например, в звёздных скоплениях), применяют вероятностные методы или изучают долгосрочную динамику системы.

Итог: 

- Общего аналитического решения не существует из-за хаотической природы системы.

- Решения возможны для частных случаев или численно для конкретных условий.

- Задача остаётся активной областью исследований в астрофизике, динамике галактик и космических миссиях. 

- Тема является до сих пор актуальной

- Сериал рассказал что-то новое и интересное

После моей мучительной статьи всем приятного просмотра сериала по ссылочке на rutube:

Поддержать меня и мое творчество вы можете на краундфайдинговой площадке :