牛顿350年前留下三体难题 如今被科学家破解

凤凰网科技讯 北京时间12月19日音讯,近350年前,牛顿发现了描绘物体运动的三大规律,其间第三规律是“作用力与反作用力巨细持平,方向相反”。

牛顿运动规律为咱们了解太阳系的运转,以及物体与作用于物体的力之间的联系奠定了根底。牛顿运动规律的重要意义自不必说,但也制作了一个近350年来一向困扰科学家的难题:三体问题。

在使用运动规律描绘地球环绕太阳运转的问题后,牛顿判定,它们也能协助人们了解考虑第三个天体——例如月球——参加后地球环绕太阳运转的问题。但实践上,解三体方程的难度要大得多。

使用一般的数学知识核算三体体系的运动状况是不可能的

当2(或3个)不同巨细和间隔的天体环绕一个中心点运转时,使用牛顿运动规律核算它们的运动状况可谓垂手可得。可是,假如3个天体尺度以及与中心点的间隔挨近时,它们之间的彼此作用力会发生变化,体系会堕入紊乱,使用一般的数学知识核算各天体的运动状况是不可能的。

由以色列希伯来大学拉卡物理学院天体物理学家尼古拉斯·斯通(Nicholas Stone)领衔的一个世界研讨团队,在处理这一难题方面迈出了一大步。他们的研讨论文宣布在最新一期《天然》杂志上。

领衔破解三体体系难题的以色列希伯来大学拉卡物理学院天体物理学家尼古拉斯·斯通

斯通和智利康塞普希翁大学(La Universidad de Concepción)充分使用了曩昔2个世纪的相关研讨效果,特别是“不安稳的三体体系最终会筛选一个物体,构成安稳的二元体系”。这种二元联系是他们研讨的要点。

研讨团队没有将体系的紊乱状况看作是妨碍,他们使用传统的数学运算猜测行星的运动。斯通说,“当咱们将咱们的猜测与它们实践运动状况的核算机模型进行比较时,咱们发现咱们的猜测精度适当高。”

虽然研讨团队着重他们的研讨效果并非是三体问题准确的处理方案,他们的效果仍是十分有用的,使得物理学家能对杂乱的物理进程进行可视化处理。

斯通解说说,“以三个黑洞环绕别的一个黑洞运转为例,它们的轨迹将是不安稳的——即使是在一个黑洞‘被踢出去时’也是如此,咱们对留下的两个黑洞之间的联系依然十分感兴趣”。关于咱们了解不安稳三体体系中幸存者在新构成的安稳体系中的行为,猜测新轨迹的才能至关重要。(作者/霜叶)