悪名高い三体問題に対する12,000の新しい解決策が得られました：ScienceAlert

1687年、アイザック・ニュートンは運動法則と宇宙重力の法則を定式化し、遠い星、月、惑星の動きに焦点を当てました。

ニュートンの先駆的な研究は、フェッペンを振り回し、太陽、月、地球などの混沌の三重計を制御するための何世紀にもわたる数学的な解決策の探求を引き起こしました。

ブルガリアのソフィア大学のイヴァン・フリストフ（Ivan Hristov）と同僚は、ニュートン時代から3つの天体が互いに引き寄せられ、安定したダンスを作り、どのように閉じ込められているかを説明するための解決策を見つけようと努力してきた数多くの天文学者と数学者の中で最新の研究者です。 衝突したり、宇宙に逸脱することなく、重力の相互力に応じて移動します。

難関はと呼ばれる。 三体問題そして、それは重力的に絡み合っている3つのオブジェクトに拡張されます。 解決策により、天文学者は初期位置と速度を考慮してこれらのオブジェクトの予測された動きをプロットできます。

簡単に聞こえますが、2つのボディシステムに3番目のオブジェクトを投げると、そのような動きを予測するのがはるかに難しくなります。 スーパーコンピュータ ニューラルネットワークは間違いなく役に立ちました。

今、Hristovと同僚は、ニュートンの法則の範囲内で動作し、3つの同じ質量を持つ3つのシステムのために12,409の軌道パターンを報告しました。 まだ同僚のレビューを行っていないめまいのソリューションは多数ありますが、それでも健全な議論を作成する必要があります。

三体問題に対する包括的で普遍的な解決策は見つかりませんでした。 ほとんどのシステムは、予測しにくい混乱した動きを引き起こします。

しかし、今回の研究のように、システムが特定の条件で動作する特殊なケースのための多数のソリューションが発見されました。 しかし、いくつかは他のものよりも実際の天文学とより関連しています。

この最新のソリューション配置は、お互いの重力に「落ちる」前に3つの本体が最初から固定されているシステムのためのものです。 したがって、解決策は好奇心旺盛な数学者を満たすことができますが、実際の適用例はほとんどありません。

「すべてではなくても、ほとんどは自然では決して実現されないほど正確な初期条件が必要です」 ルイジアナ州立大学の物理学者であるJuhan Frankは言います。 言った ジャーナリストマシュースパークス 新しい科学者。

それにもかかわらず、Hristovと同僚はスーパーコンピュータを使用して以前の作業に基づいていました。 2019年に公開特に自由落下三体問題の周期軌道に対する300以上の新しい系列を発見しました。

フリストフ（Hristov）と同僚によると、「その仕事は欲しいものがたくさん残っています。」 そこで、彼らは自由落下システムの物体が閉ループ軌道に落ちることなくオープントラックを通って回転するという数学的不一致点を解決しようとしました。 しかし、フリストフと同僚の研究は、ランダムではなく同じ質量を持つ3つのオブジェクトを考慮するという点で異なります。

自由落下軌道は「まだ天文学的に関連性があることが証明できる」とHristovと同僚は言いました。 書く。 これは、遠いオブジェクトや太陽風の影響を考慮すると、新しいソリューションがどれほど安定しているかによって異なります。

三体系は、二つの物体がバイナリ系に結合し、第三の質量を放出しながら崩壊する傾向があるとフランクは言う。

今では少なくともフリストフ 興奮する 予測された軌道の美しさの中で。 「安定的または不安定なもの – 彼らは理論的には非常に興味深い」と彼は言った。 言った 火花。 「彼らは非常に美しい空間的で時間的な構造を持っています。」

研究は arXivに公開 同僚のレビューを控えています。