Математици намират 12 000 решения за проблемa с три тела
New Scientist
Въпросът как три обекта могат да образуват стабилна орбита един около друг тревожи математиците повече от 300 години, но сега изследователите са открили рекордните 12 000 орбитални подредби, разрешени от законите за движението на Исак Нютон.
Докато математическото описание на движението на две орбитиращи тела и как гравитацията на всяко от тях влияе на другото е сравнително просто, проблемът става много по-сложен, след като се добави трети обект. През 2017 г. изследователите откриха 1223 нови решения на проблема с трите тела , удвоявайки броя на известните тогава възможности. Днес Иван Христов от Софийския университет в България и колегите му са открили повече от 12 000 допълнителни орбити, които работят.
Екипът използва суперкомпютър, за да изпълни оптимизирана версия на алгоритъма, използван в работата през 2017 г. , откривайки 12 392 нови решения. Христов казва, че ако повтори търсенето с още по-мощен хардуер, може да намери „пет пъти повече“.
Всички решения, открити от изследователите, започват с това, че и трите тела са неподвижни, преди да навлязат в свободно падане, тъй като са привлечени едно към друго от гравитацията. Инерцията им ги пренася един покрай друг, преди да забавят, да спрат и отново да бъдат привлечени. Екипът установи, че ако приемем, че няма триене, този модел ще се повтаря безкрайно.
Решенията на проблема с трите тела са от интерес за астрономите, тъй като те могат да опишат как всеки три небесни обекта – независимо дали са звезди, планети или луни – могат да поддържат стабилна орбита. Но остава да се види колко стабилни са новите решения, когато се вземат предвид малките влияния на допълнителни, отдалечени тела и друг шум от реалния свят.
„Тяхното физическо и астрономическо значение ще бъде по-известно след изследването на стабилността – това е много важно“, казва Христов. „Но въпреки това – стабилни или нестабилни – те представляват голям теоретичен интерес. Те имат много красива пространствена и времева структура.
Юхан Франк от Луизианския държавен университет казва, че намирането на толкова много решения в точен набор от условия ще представлява интерес за математиците, но с ограничено приложение в реалния свят.
„Повечето, ако не всички, изискват толкова точни първоначални условия, че вероятно никога не се реализират в природата“, казва Франк. „След сложно и все пак предсказуемо орбитално взаимодействие такива системи от три тела са склонни да се разпаднат в двоично и избягащо трето тяло, обикновено най-малко масивното от трите.“
<a href=“https://www.google.com/url?rct=j&sa=t&url=https://www.newscientist.com/article/2390230-mathematicians-find-12000-solutions-for-fiendish-three-body-problem/„>връзка</a>
1. Пример за едно от новите решения на проблема с трите тела
Иван Христов, Радослава Христова, Велко Дмитрашинович, Кийотака Таникава
2. Известната едноименна скай-фай книга на Цъсин Лиу
