V roce 1687 Isaac Newton formuloval své zákony univerzálního pohybu a gravitace a osvětlil pohyb hvězd, měsíců a vzdálených planet.
Mrknutím pírka Newtonova průkopnická práce také zažehla staletí trvající hledání matematických řešení, která by ovládla chaotické triadické systémy, jako je Slunce, Měsíc a Země, nad nimiž si výzkumníci dodnes lámou hlavu.
Ivan Hristov ze Sofijské univerzity v Bulharsku a jeho kolegové jsou poslední z dlouhé řady astronomů a matematiků, kteří se již od Newtonových dob pokoušeli najít řešení, jak vysvětlit, jak tři nebeská tělesa zůstávají uzamčena ve stabilním tanci a vrhají se pod sebe. vzájemné gravitační síly, aniž by se srazily nebo vyletěly do vesmíru.
Dilema se nazývá Problém tří tělRozšiřuje se na jakékoli trio gravitačně propletených těles. Řešení umožní astronomům zakreslit očekávané pohyby těchto objektů vzhledem k jejich počáteční poloze a rychlosti.
Může se to zdát jednoduché, ale vhození třetího těla do systému dvou těl dělá předvídání těchto pohybů mnohem obtížnější. Superpočítače Neuronové sítě určitě pomohly.
Hristov a jeho kolegové nyní oznámili 12 409 orbitálních vzorů pro systémy tří těles, které fungují v mezích Newtonových zákonů a mají tři stejné hmotnosti. Je to překvapivý počet řešení, která ještě nebyla recenzována, ale přesto by měla vyvolat zdravou debatu.
Nebylo nalezeno žádné komplexní a komplexní řešení problému tří těles; Většina systémů má za následek chaotický pohyb, který je obtížné předvídat.
Ale stejně jako tato nejnovější studie byla objevena sada řešení pro speciální případy, kdy systém funguje za určitých podmínek. Některé jsou však pro praktickou astronomii relevantnější než jiné.
Tato nejnovější várka řešení je určena pro systémy, ve kterých jsou tři objekty zpočátku stacionární, než „spadnou“ navzájem do gravitačních spár. Takže i když řešení mohou uspokojit zvědavé matematiky, pravděpodobně mají jen málo aplikací v reálném světě.
„Většina, ne-li všechny, vyžaduje tak přesné počáteční podmínky, že jich v přírodě pravděpodobně nikdy není dosaženo,“ řekl fyzik Johann Frank z Louisianské státní univerzity. Sdělit Novinář Matthew Sparks Nový svět.
Hristov a jeho kolegové však použili superpočítač, aby navázali na předchozí práci, Vyšlo v roce 2019který našel více než 300 nových rodin periodických drah pro problém tří těles s volným pádem.
Podle Krištofa a kolegů„Tato práce zanechala mnoho přání“, a tak se snažili vyřešit matematický bod sporu, totiž že objekty v systémech volného pádu nespadají do uzavřených, deformujících se drah, ale oscilují po otevřených drahách. Práce Hristova a kolegů je však jiná, protože bere v úvahu tři stejně hmotné objekty, nikoli náhodné.
Oběžné dráhy volného pádu „mohou být astronomicky zajímavé,“ říkají Hristov a jeho kolegové Napsal. I když záleží na tom, jak stabilní jsou nová řešení, když se vezme v úvahu vliv vzdálených objektů nebo slunečního větru.
Systémy tří těles mají tendenci se hroutit, říká Frank, kde se dva objekty spojí do binárního systému a vyvrhnou třetí hmotu.
Zatím je alespoň Hristov spravedlivý Oslava V kráse očekávaných drah. „Stabilní nebo nestabilní – je to velký teoretický zájem.“ Sdělit Jiskry. „Mají velmi krásnou prostorovou a časovou strukturu.“
Bylo to studium Publikováno na arXiv Před vzájemným hodnocením.
„Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč.“
