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

На модерации Отложенный

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.