Задача трьох тіл: вчені наблизилися до вирішення нерозв'язної загадки фізики

Можливо, ви чули про серіал "Завдання трьох тіл". У ньому описується зоряна система, де три зірки обертаються навколо одна одної, що призводить до періодичного руйнування планети, яка обертається навколо однієї із зірок. Взаємодію двох масивних тіл за допомогою гравітації легко передбачити і розрахувати. Але така ж взаємодія трьох тіл призводить до того, що з часом все стає непередбачуваним і хаотичним. Це і є завдання трьох тіл, яке намагаються вирішити фізики вже давно. Але поки що рішення немає. Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Astronomy & Astrophysics створили мільйони симуляцій, які дали змогу виявити "острови регулярності в морі хаосу". Отримані результати вказують на те, що може бути розв'язання або, принаймні, деяка передбачуваність для задачі трьох тіл, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Коли три масивні об'єкти зустрічаються в космосі, вони впливають один на одного за допомогою гравітації непередбачуваним чином. Але вчені з'ясували, що зустрічі трьох об'єктів мають регулярні закономірності.

За словами вчених, задача трьох тіл є однією з найвідоміших нерозв'язних проблем у фізиці. Хоча в теорії три об'єкти під час гравітаційного впливу один на одного поводяться хаотично, все ж симуляції показали, що в цьому хаосі є острови регулярності. Вони безпосередньо залежать від розташування трьох об'єктів відносно один одного під час зустрічі, а також від того, з якою швидкістю і під яким кутом вони зближуються.

Щоб дійти таких висновків, учені використовували спеціально створену програму, яка розраховує рухи астрономічних об'єктів на основі відомих законів фізики, таких як закон всесвітнього тяжіння Ньютона і загальна теорія відносності Ейнштейна. За допомогою програми було створено мільйони симуляцій зустрічі трьох тіл із зазначеними параметрами руху.

У результаті вчені отримали карту потенційно можливих результатів зустрічі трьох тіл і саме там були виявлені регулярні закономірності. Через це вся система з трьох тіл починає поводитися передбачуваним чином і менш хаотично.

Але це відкриття створило нову проблему. Хоча можна обчислити хаос за допомогою статистичних методів, розрахунки стають складнішими, коли хаос переривається регулярними закономірностями, кажуть учені. Водночас дослідники вважають, що нове дослідження наближає до вирішення задачі трьох тіл.

Оскільки зустріч трьох об'єктів у Всесвіті являє собою звичайне явище, завдання трьох тіл — це більше, ніж просто теоретичне завдання. Вчені вважають, що їхнє відкриття призведе до глибшого розуміння таких явищ, як гравітація і багатьох інших загадок Всесвіту.

Фокус уже писав докладніше про те, що являє собою задача трьох тіл і які в неї можуть бути розв'язки.

Також Фокус писав про те, коли відбудеться перший політ людини на Марс і які таємниці планети хоче розкрити NASA. Марс є дуже цікавою планетою, яка зберігає ще багато загадок. Саме пілотована місія на Червону планету допоможе їх розгадати.