Задача трех тел — это, как известно, сложная головоломка в физике и математике, и пример того, насколько сложен мир природы. Два объекта, вращающихся вокруг друг друга, как одинокая планета вокруг звезды, можно описать всего одной-двумя строками математических уравнений. Однако добавьте третье тело, и математика станет намного сложнее. Поскольку каждый объект влияет на другие своей гравитацией, вычисление устойчивой орбиты, на которой все три объекта уживаются, — сложная задача.
Международная группа математиков утверждает, что нашла 12 000 новых решений этой печально известной проблемы — существенное дополнение к сотням ранее известных сценариев. Их работа была опубликована в качестве препринта в базе данных arXiv.
Более 300 лет назад Исаак Ньютон записал свои основополагающие законы движения, и математики работают над решениями задачи трех тел практически с тех пор. Не существует единственно правильного ответа; вместо этого существует множество орбит, которые могут работать в рамках законов физики для трех вращающихся объектов.
Одна планета, вращающаяся вокруг звезды — никаких проблем. Две или более планет, вращающихся вокруг звезды? Вот это одна из самых больших проблем в астрофизике. NASA
В отличие от простой петли нашей планеты вокруг Солнца, орбиты для задачи трех тел могут выглядеть закрученными и запутанными, как крендельки и каракули. 12 000 недавно обнаруженных не являются исключением — три гипотетических объекта начинают движение с остановки и, когда их отпускают, втягиваются в различные спирали друг к другу посредством гравитации. Затем они проносятся мимо друг друга, удаляясь все дальше, пока притяжение не возьмет верх, и они снова не сойдутся вместе, повторяя эту схему снова и снова.
Орбиты «имеют очень красивую пространственную и временную структуру», — рассказал New Scientist ведущий автор исследования Иван Христов, математик из Софийского университета в Болгарии. Христов и его коллеги нашли эти орбиты с помощью суперкомпьютера, и он уверен, что с еще более совершенными технологиями он мог бы найти «в пять раз больше».
Системы из трех тел довольно распространены во Вселенной; существует множество звездных систем с несколькими планетами или даже несколькими звездами, вращающимися друг вокруг друга. Теоретически эти новые решения могут оказаться чрезвычайно ценными для астрономов, пытающихся объяснить космос. Но они полезны только в том случае, если они стабильны , то есть орбитальные модели могут повторяться с течением времени, не распадаясь, выбрасывая один из составных миров в космос . То, что они теоретически стабильны, не означает, что они выдержат множество других сил, присутствующих в реальной звездной системе.
«Их физическая и астрономическая значимость станет более понятной после изучения устойчивости — это очень важно», — сказал Христов.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Юхан Франк, астроном из Университета штата Луизиана, не принимавший участия в работе, скептически относится к тому, что эти орбиты окажутся стабильными. «Вероятно, они никогда не реализуются в природе», — сказал он New Scientist . «После сложного и в то же время предсказуемого орбитального взаимодействия такие трехчастичные системы, как правило, распадаются на двойную систему и убегающее третье тело, обычно наименее массивное из трех».
Но как бы там ни было, эти решения — математическое чудо. По словам Христова, «стабильные или нестабильные — они представляют большой теоретический интерес».
Смотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
Похожих записей не найдено...
