Дослідник із Копенгагенського університету провів тисячі моделювань задачі трьох тіл і виявив, що серед множини її хаотичних розв’язків присутні «острови стабільності» в яких об’єкти поводять себе передбачувано.
Задача трьох тіл
Нещодавно Алесандро Трані з Копенгагенського університету опублікував роботу присвячену розв’язанню задачі трьох тіл. Від решти численних публікацій на цю тему її відрізняє підхід автора, який дозволив відшукати серед її розв’язків «острови стабільності».
Сама по собі задача трьох тіл відома широкій публіці завдяки однойменному фантастичному роману Лю Цисіня і двом його екранізаціям. В них же стисло й популярно викладається увесь комплекс проблем, який із нею пов’язаний.
Якщо ми маємо два тіла, що взаємодіють у космосі, то знаючи такі їх параметри як масу, розмір та вектори руху ми можемо достатньо легко передбачити їх поведінку на будь-якому відрізку часу, використовуючи лише закони руху Ньютона та його ж закон всесвітнього тяжіння.
Але варто в систему внести третє тіло, як усі розрахунки значно ускладнюються і взаємодію тіл доводиться рахувати окремо для кожного моменту часу, і їх поведінка стає непередбачуваною.
Новий метод
Не можна сказати, що до Трані вчені не досягли успіху у розв’язуванні задачі трьох тіл. Існує неймовірна кількість робіт, в яких автори застосовували різні методи від традиційної математики до штучного інтелекту, і таки знайшли деякі окремі рішення для неї або зробили загальні висновки щодо того, як її можна розв’язати.
Але Трані дійсно пішов іншим шляхом. Він застосував комп’ютерне моделювання і просто створив програму, яка раз за разом перебирає мільйони можливих комбінацій взаємодії трьох тіл, користуючись тільки законами Ньютона. До того ж в його моделюванні два об’єкти обертаються один відносно одного, а інший наближається до них впритул під різними кутами.
При цьому він мав певний простір рішень, кожне з яких чимось відрізнялося від інших, більшість з них, як і годиться, виявилися хаотичними. Але були й такі, в яких поведінка тіл була цілком передбачуваною.
До того, вони виявилися не розкиданими по всій множині, а групувалися у певні області, острови стабільності. Сам автор стверджує, що усе це має велике значення для науки, але одночасно кидає їй виклик.
Однак насправді те, що задача трьох тіл має стабільні рішення — далеко не новина для науковців. Інша справа, що нова робота дає більше інформації про те, в яких саме випадках такі рішення існують.
За матеріалами phys.org
