Решение загадки физики трех тел уже близко: что выяснили ученые

Исследователи провели миллионы симуляций, чтобы найти предсказуемые «острова» в хаотичных взаимодействиях трёх гравитационно связанных объектов. Это открытие приближает физиков к решению задачи трёх тел.

Когда в космосе встречаются три массивных объекта, их гравитационное взаимодействие становится хаотичным и практически непредсказуемым. Эта проблема известна как задача трёх тел, и физики уже давно пытаются найти её решение. Учёные создали миллионы симуляций и обнаружили «острова регулярности» — зоны предсказуемого поведения объектов среди хаоса.

Задачу трёх тел уже давно называют одной из самых сложных в физике. Если взаимодействие двух объектов легко рассчитать, то когда в уравнение добавляется третий объект, система становится нестабильной. Траектории тел начинают изменяться непредсказуемо. Однако новая работа показала, что определённые параметры, такие как начальные позиции, скорости и углы сближения объектов, могут создавать ситуации, в которых поведение становится более регулярным и предсказуемым.

Учёные использовали специально разработанное программное обеспечение, которое моделировало движение трёх тел с учётом законов всемирного тяготения Ньютона и общей теории относительности Эйнштейна. В результате получилась карта возможных сценариев, в которой удалось обнаружить зоны с регулярными закономерностями. Эти «острова регулярности» позволяют системе трёх тел на время стать более упорядоченной.

Однако возникла новая проблема: хотя методы статистики помогают прогнозировать хаос, регулярные закономерности усложняют расчёты. Тем не менее, это открытие приближает учёных к решению задачи трёх тел.

Так как встреча трёх объектов — обычное явление во Вселенной, задача трёх тел имеет не только теоретическое значение. Это исследование поможет глубже понять фундаментальные законы гравитации и пролить свет на многие космические загадки.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник: hightech.fm