Задача трёх тел — одна из самых сложных проблем в физике и математике, изучающая движение трёх объектов под воздействием гравитации друг друга. Если движение двух тел, как, например, планеты вокруг звезды, можно описать относительно простыми уравнениями, то при добавлении третьего объекта расчёты становятся значительно сложнее. Это происходит из-за того, что каждый из объектов воздействует наМного интересного - в телеграм "Математика не для всех" остальные, и предсказать их стабильные орбиты становится чрезвычайно сложно. Эта задача не имеет универсального решения, так как существует множество возможных орбит, которые удовлетворяют законам физики для трёх тел.
Взгляд на философию со стороны технаря - телеграм "Философия не для всех"
Недавно международная группа математиков объявила о значительном прорыве в этом направлении — они обнаружили 12 000 новых решений задачи трёх тел, что является важным дополнением к сотням уже известных решений. Эти результаты были опубликованы в форме препринта на платформе arXiv, что означает, что они ещё не прошли рецензирование со стороны других учёных.
Проблема трёх тел остаётся предметом интенсивных исследований с момента, как Исаак Ньютон в XVII веке сформулировал свои законы движения. На протяжении столетий учёные пытались найти решения этой задачи, однако все они сталкивались с трудностями из-за сложности взаимодействий трёх тел. Если орбита нашей планеты вокруг Солнца относительно проста и предсказуема, то орбиты в задаче трёх тел могут быть крайне сложными и хаотичными. Они часто принимают необычные формы — искривлённые, напоминающие узоры вроде кренделей и каракуль. Недавно найденные 12 000 орбит не являются исключением: три объекта, начиная с нулевой скорости, под действием гравитации притягиваются друг к другу и движутся по сложным траекториям, снова и снова сближаясь и удаляясь.
Ведущий автор исследования, Иван Христов из Софийского университета, рассказал в интервью журналу New Scientist, что эти новые орбиты обладают очень красивой пространственной и временной структурой. Для их поиска была использована вычислительная мощь суперкомпьютеров, и, по словам Христова, с развитием технологий можно будет открыть ещё больше таких решений. Учёные считают, что с помощью Много интересного - в телеграм "Математика не для всех"более продвинутых вычислительных методов возможно обнаружить ещё как минимум в пять раз больше новых решений.
Взгляд на философию со стороны технаря - телеграм "Философия не для всех"
Хотя теория предсказывает стабильные орбиты в этих моделях, важно отметить, что реальная ситуация во Вселенной гораздо сложнее. Системы из трёх тел встречаются довольно часто: существуют звёздные системы с несколькими планетами или даже звёздами, вращающимися друг вокруг друга. Однако для того, чтобы новые орбитальные решения оказались применимыми к реальным системам, они должны быть устойчивыми и сохранять стабильность при воздействии множества дополнительных факторов, таких как взаимодействия с другими объектами и силами, присутствующими в реальных астрофизических системах.
Таким образом, хотя эти теоретические результаты могут оказаться полезными для астрономов, изучающих сложные системы планет и звёзд, остаётся важный вопрос: смогут ли эти орбиты выдержать условия реальной Вселенной?
Препринт статьи: https://arxiv.org/pdf/2308.16159
-------------ПОДДЕРЖАТЬ АВТОРА ДОНАТОМ ----------------
- Много интересного - в телеграм "Математика не для всех"
- Взгляд на философию со стороны технаря - телеграм "Философия не для всех"
