Una breve historia de la investigación de la trisomía
El "problema de los tres cuerpos" se remonta a la década de 1980, cuando el físico y matemático británico Isaac Newton predijo correctamente que dos cuerpos celestes que se atraen mutuamente (como el Sol y la Tierra) Las leyes de movimiento son que sus órbitas son básicamente elípticas. Pero si hay tres cuerpos celestes, el sol, la tierra y la luna, ¿cuáles son sus órbitas? Newton no logró dar una respuesta general y específica.
En pocas palabras, el "problema de los tres cuerpos" consiste en discutir las reglas de movimiento de tres cuerpos celestes con cualquier masa, cualquier posición inicial y cualquier velocidad inicial bajo la acción de la gravedad universal. Los cuerpos celestes pueden considerarse puntos de masa.
Durante los siguientes 200 años, los científicos se devanaron los sesos para resolver este problema, hasta que el matemático y astrónomo alemán Heinrich Bruns señaló en 1887 que la búsqueda de los tres cuerpos La solución general de está destinada a ser inútil, y sólo puede existir la solución especial que se establece bajo ciertas condiciones.
En 1889, el matemático y físico celeste francés Henri Poincaré simplificó el complejo sistema de tres cuerpos hasta convertirlo en el llamado "sistema restringido de tres cuerpos". Pero descubrió que incluso para órbitas simplificadas restringidas de tres cuerpos, casi homoclínicas o heteroclínicas, la forma de la solución puede ser tan compleja que es casi imposible predecir la órbita a medida que el tiempo llega al infinito dadas las condiciones iniciales y el destino final. Esta incertidumbre sobre el comportamiento a largo plazo de la órbita se conoce como fenómeno del "caos". Muestra que las soluciones de soluciones de tres cuerpos generalmente no son periódicas.
No es fácil encontrar soluciones periódicas al problema de los tres cuerpos: en los más de 300 años transcurridos desde que se confirmó el "problema de los tres cuerpos", sólo se han descubierto tres conjuntos de soluciones periódicas.
El matemático y físico francés Joseph Lagrange y el matemático y físico suizo Leonhard Euler obtuvieron algunos resultados en el siglo XVIII. En la década de 1970, el matemático estadounidense Roger Brooke y el astrónomo francés Michel Hennon obtuvieron más resultados con la ayuda de ordenadores. En 1993, el matemático y físico estadounidense Chris Moore descubrió un extraño fenómeno: los movimientos de tres cuerpos celestes en la solución especial parecían perseguirse unos a otros en una órbita en forma de ocho. Todas las soluciones especiales mencionadas anteriormente se pueden atribuir a las siguientes tres familias: familia Lagrangiana-Euleriana, familia Brooke-Hennon y familia en forma de ocho. La solución de la familia Lagrangiano-Euleriana es relativamente simple, es decir, tres cuerpos celestes se mueven en una órbita circular a intervalos iguales, como un tiovivo. La solución a la familia Brook-Henon es complicada, con dos cuerpos atravesándola y un tercer cuerpo orbitando a su alrededor.
Debes saber que no es fácil encontrar una nueva solución especial: la distribución de tres cuerpos celestes en el espacio puede ser infinita, y es necesario encontrar las condiciones iniciales adecuadas -punto de partida, velocidad, etc. . , de modo que el sistema pueda volver al estado inicial después de moverse durante un período de tiempo, es decir, realizar un movimiento periódico.
En 2013, los físicos serbios Milovan Suvakov y Dimitra Snovic descubrieron una nueva solución especial para la familia 13. Publicaron un artículo en la prestigiosa revista académica Physical Review Express describiendo su método de búsqueda: utilizando simulaciones por computadora, comenzando con una solución especial conocida y luego ajustando ligeramente y constantemente sus condiciones iniciales, hasta que se descubren nuevos patrones de movimiento. La solución especial de la familia 13 es muy compleja, como un ovillo de hilo suelto en el espacio abstracto "bola en forma".
El número de familias de soluciones especiales de tres cuerpos se ha ampliado hasta 16 familias. Este nuevo descubrimiento ha inspirado a la comunidad científica. Robert Vanderbilt, un científico estadounidense que ha estudiado la trisomía durante muchos años, dijo: "Me gusta mucho este resultado". Otro científico estadounidense, Richard Montgomery, dijo: "Estos resultados son maravillosos y la descripción también es maravillosa". Zhou Haizhong, un científico de China, dijo que sus resultados han profundizado la comprensión de la gente sobre el movimiento de los cuerpos celestes, promovido un mayor desarrollo de la mecánica celeste y la física matemática, y son especialmente útiles para que la gente estudie la órbita de los cohetes espaciales y la evolución de las estrellas binarias.