Kami baru saja mendapat 12.000 solusi baru untuk masalah tiga benda yang terkenal itu

Pada tahun 1687, Isaac Newton merumuskan hukum gerak universal dan gravitasi, yang menjelaskan pergerakan bintang, bulan, dan planet jauh.

Dengan mudahnya, karya perintis Newton juga memicu pencarian solusi matematika selama berabad-abad untuk mengendalikan sistem triadik yang kacau, seperti Matahari, Bulan, dan Bumi, yang masih menjadi teka-teki bagi para peneliti hingga hari ini.

Ivan Hristov dari Universitas Sofia di Bulgaria dan rekan-rekannya adalah yang terbaru dari barisan panjang astronom dan matematikawan yang, sejak zaman Newton, telah mencoba mencari solusi untuk menjelaskan bagaimana tiga benda langit tetap terkunci dalam tarian yang stabil, saling melemparkan di bawah gaya gravitasi timbal balik tanpa bertabrakan atau meluncur ke luar angkasa. .

Dilema itu disebut Masalah tiga tubuhIni meluas ke trio benda yang terjerat secara gravitasi. Solusi ini akan memungkinkan para astronom untuk merencanakan pergerakan yang diharapkan dari objek-objek ini berdasarkan posisi dan kecepatan awalnya.

Ini mungkin tampak sederhana, tetapi memasukkan benda ketiga ke dalam sistem dua benda membuat prediksi gerakan tersebut menjadi jauh lebih sulit. Superkomputer Jaringan saraf tentu saja membantu.

Kini, Hristov dan rekan-rekannya telah melaporkan 12.409 pola orbit untuk sistem tiga benda yang beroperasi dalam batas hukum Newton dan memiliki tiga massa yang sama. Ini adalah sejumlah solusi mengejutkan yang belum ditinjau oleh rekan sejawat, namun tetap akan menghasilkan perdebatan yang sehat.

Belum ditemukan solusi komprehensif dan menyeluruh terhadap masalah tiga benda; Kebanyakan sistem menghasilkan gerakan kacau yang sulit diprediksi.

Namun, seperti penelitian terbaru ini, serangkaian solusi telah ditemukan untuk kasus-kasus khusus, ketika sistem bekerja dalam kondisi tertentu. Namun, ada beberapa yang lebih relevan dengan astronomi praktis dibandingkan yang lain.

Kumpulan solusi terbaru ini ditujukan untuk sistem di mana ketiga objek pada awalnya diam, sebelum “jatuh” ke dalam cengkeraman gravitasi satu sama lain. Jadi, meskipun solusi tersebut mungkin memuaskan para ahli matematika yang penasaran, solusi tersebut mungkin hanya memiliki sedikit penerapan di dunia nyata.

“Sebagian besar, jika tidak semua, memerlukan kondisi awal yang sangat tepat sehingga kemungkinan besar tidak akan pernah tercapai di alam,” kata fisikawan Universitas Negeri Louisiana, Johann Frank. Memberi tahu Jurnalis Matthew Sparks dunia baru.

Namun, Hristov dan rekan-rekannya menggunakan superkomputer untuk mengembangkan pekerjaan sebelumnya, Itu diterbitkan pada tahun 2019yang menemukan lebih dari 300 kelompok orbit periodik baru untuk masalah tiga benda jatuh bebas, khususnya.

Menurut Kristof dan rekannya“Pekerjaan ini masih menyisakan banyak hal yang harus dilakukan” sehingga mereka berusaha menyelesaikan perdebatan matematis, yaitu bahwa benda-benda dalam sistem jatuh bebas tidak jatuh ke dalam orbit yang tertutup dan melengkung, melainkan berosilasi di sepanjang jalur yang terbuka. Namun, karya Hristov dan rekannya berbeda karena memperhitungkan tiga benda dengan massa yang sama, bukan benda acak.

Orbit jatuh bebas “mungkin menarik secara astronomis,” kata Hristov dan rekan-rekannya Dia menulis. Meskipun hal ini tergantung pada seberapa stabil solusi baru tersebut ketika pengaruh benda-benda jauh atau angin matahari diperhitungkan.

Sistem tiga benda cenderung runtuh, kata Frank, ketika dua benda bergabung menjadi sistem biner dan mengeluarkan massa ketiga.

Untuk saat ini, setidaknya Hristov bersikap adil Perayaan Dalam keindahan orbit yang diharapkan. “Stabil atau tidak stabil – ini merupakan kepentingan teoritis yang besar.” Memberi tahu Percikan api. “Mereka memiliki struktur spasial dan temporal yang sangat indah.”

Itu adalah ruang belajar Diterbitkan di arXiv Sebelum tinjauan sejawat.