El problema de los tres cuerpos es un problema conocido por su dificultad en física y matemáticas, y un ejemplo de lo complejo que es el mundo natural. Dos objetos que orbitan uno alrededor del otro, como un planeta solitario que orbita una estrella, pueden describirse con sólo una o dos líneas de ecuaciones matemáticas. Sin embargo, si añadimos un tercer cuerpo, las matemáticas se vuelven mucho más complicadas. Debido a que cada objeto influye en los demás con su gravedad, calcular una órbita estable en la que coexistan los tres objetos es una tarea difícil.
Un equipo internacional de matemáticos afirma haber encontrado 12.000 nuevas soluciones a este infame problema, una adición significativa a los cientos de escenarios conocidos previamente. Su trabajo fue publicado como preimpresión en la base de datos arXiv.
Hace más de 300 años, Isaac Newton escribió sus leyes fundamentales del movimiento, y los matemáticos han estado trabajando en soluciones al problema de los tres cuerpos casi desde entonces. No existe una única respuesta correcta; En cambio, hay muchas órbitas que pueden funcionar dentro de las leyes de la física para tres objetos en rotación.
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Un planeta orbitando una estrella: no hay problema. ¿Dos o más planetas orbitando una estrella? Éste es uno de los mayores problemas de la astrofísica. NASA
A diferencia del simple bucle de nuestro planeta alrededor del Sol, las órbitas del problema de los tres cuerpos pueden parecer retorcidas y enredadas, como pretzels y garabatos. Los 12.000 recién descubiertos no son una excepción: tres objetos hipotéticos parten de un punto muerto y, al soltarse, son atraídos por la gravedad en diferentes espirales uno hacia el otro. Luego corren uno al lado del otro, alejándose cada vez más hasta que la atracción toma el control y vuelven a estar juntos, repitiendo este patrón una y otra vez.
Las órbitas «tienen una estructura espacial y temporal muy hermosa», dijo a New Scientist el autor principal, Ivan Hristov, matemático de la Universidad de Sofía en Bulgaria. Khristov y sus colegas encontraron estas órbitas usando una supercomputadora, y confía en que con tecnología aún más avanzada podría encontrar “cinco veces más”.
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Los sistemas de tres cuerpos son bastante comunes en el Universo; Hay muchos sistemas estelares con múltiples planetas o incluso múltiples estrellas orbitando unos alrededor de otros. En teoría, estas nuevas soluciones podrían resultar extremadamente valiosas para los astrónomos que intentan explicar el cosmos. Pero sólo son útiles si son estables, lo que significa que los patrones orbitales pueden repetirse a lo largo del tiempo sin decaer, arrojando uno de los mundos componentes al espacio. El hecho de que sean teóricamente estables no significa que puedan soportar las muchas otras fuerzas presentes en un sistema estelar real.
«Su importancia física y astronómica se aclarará mejor después de estudiar su estabilidad; esto es muy importante», afirmó Khristov.
Johan Frank, un astrónomo de la Universidad Estatal de Luisiana que no participó en el trabajo, es escéptico de que estas órbitas sean estables. «Probablemente nunca se materializarán en la naturaleza», dijo a New Scientist. «Después de una interacción orbital compleja pero predecible, estos sistemas de tres cuerpos generalmente se desintegran en un sistema binario y un tercer cuerpo descontrolado, generalmente el menos masivo de los tres».
Pero sea como sea, estas soluciones son un milagro matemático. Según Khristov, “ya sean estables o inestables, son de gran interés teórico”.
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