Что такое «задача трех тел»? Астрофизик объяснил концепцию популярного сериала Netflix

Адаптация Netflix романа Лю Цысиня показывает, что происходит, когда до сих пор нерешенная проблема квантовой механики разворачивается в галактическом масштабе. Сериал «Задача трех тел» предлагает зрителям разобраться в сложных концепциях квантовой механики и астрофизики.

Что такое задача трех тел и почему она до сих пор не решена? Джонатан Блазек, доцент кафедры физики Северо-Восточного университета, объясняет, что системы с двумя объектами, оказывающими гравитационное воздействие друг на друга, будь то частицы или звезды и планеты, предсказуемы. Учёным удавалось решить проблему двух тел и предсказывать орбиты объектов ещё со времён Исаака Ньютона. Но как только в игру вступает третье тело, вся система погружается в хаос.

«Задача трех тел — это утверждение, что если у вас есть три тела, тяготеющие друг к другу в соответствии с законом гравитации Ньютона, их взаимодействие невозможно предсказать, — объясняет Блазек. – Даже малейшие именения могут привести к крайне непредсказуемому поведению в будущем».

На протяжении веков ученые размышляли над вопросом, как определить стабильную отправную точку для трех гравитирующих тел, которые привели бы к предсказуемым орбитам. Пока не существует решения, которое можно было бы вывести из теории и смоделировать в реальности, хотя в последнее время ученые начали находить некоторые потенциальные решения.

Отношения между Солнцем, Землей и Луной представляют собой систему трех тел. Но, поскольку Солнце оказывает более сильное гравитационное притяжение на Землю, а Земля делает то же самое с Луной, в конечном счете это пара систем двух тел со стабильными, предсказуемыми орбитами.

Блазек отмечает, что, хотя наша Солнечная система кажется стабильной, нет никакой гарантии, что она останется такой в отдаленном будущем, поскольку в ней много систем многих тел. Небольшие изменения, такие как столкновение астероида с одним из спутников Юпитера и незначительное изменение его орбиты, могут в конечном итоге оказать влияние на все планеты.