12000 új megoldás született a háromtest-problémára

Elsőre úgy tűnhet, hogy 12 000 megoldás megtalálásával  az egész probléma értelmét veszítheti. Azonban a háromtest-probléma ennél jóval bonyolultabb. Ugyan számtalan új megoldás született, ezek száma eltörpül az összes lehetséges felállás között. A háromtest-probléma teljes megfejtése még bőven várat magára.

A háromtest-probléma az asztrofizika egyik legtriviálisabb kérdése, amelyre a válasz hihetetlenül bonyolult. Isaac Newton óta foglalkoztatja a tudósokat a különböző égitestek mozgása. Amíg egy rendszeren belül csak két test hat egymásra, addig nincs különösebb gond. Azonban, mikor egy harmadik test kerül a rendszerbe minden felborul. A testek mozgása teljesen kiszámíthatatlanná válik, és a rendszerben totális káosz alakul ki.

Ivan Hristov, a Szófiai Egyetem kutatója régóta próbál megoldást találni a problémára. A cél az lenne, hogy egy hármas rendszerben is előre megjósolható legyen a testek mozgása. Ez azonban bőven meghaladja még a legerősebb számítógépek képességeit is. Ha sikerülne megoldást találni a problémára, akkor a tudósok a testek kiindulási pontjából és a sebességéből meg tudnák jósolni a mozgásukat. Hristov és kollégái 12 409 pálya mintával álltak elő, amelyek megfelelnek Newton törvényeinek.

A háromtest-probléma megoldásai

Hiába a rengeteg megoldás, ez a rengeteg lehetséges minta csak speciális esetekre igaz. Hristovék tanulmányában is a kiindulási állapotban a testek álló pozícióból indultak. Ez a speciális eset önmagában számtalan megoldást szült, és ez még csak egy a rengeteg eset közül. Bár a matematikusokat ezek az eredmények is lenyűgözik, és valóban jelenthetnek előrelépést a probléma megoldásában, de alkalmazni nem sok esetben lehet a valóságban.

Az előző 2019-es kutatásukra építve tovább fejlesztették a számítógépes modelleket, amely erre a specifikus “szabadesés” szcenárióra épít. A legújabb kutatásuk már sokkal eredményesebb volt, mint a pár évvel ezelőtti. A modellekben ráadásul a testek tömege is egyenlő volt, így a véletlenszerű tömegek bevezetése a modellekbe még inkább megnehezítené a válaszok megtalálását. Mindezek ellenére a kutatásnak van relevanciája a kutatók szerint. De ugye a hármas rendszerekben is vannak még külső befolyásoló erők, mint távoli csillagok vagy a napszél, amelyek felboríthatják a modelleket.

A hármas rendszerek általában összeomlanak — írja a Science Alert. Általában az ilyen rendszerek végeredménye egy bináris rendszer lesz, amelyből a harmadik test kilökődik. Az elméleteknek továbbra is rengeteg haszna van, akármennyire is stabil vagy instabil a rendszer.

A háromtest-problémát először 1747-ben használták, de már Newton is foglalkozott a kérdéskörrel. A problémára már Newton óta nincs megoldás. Az egyik legnagyobb előrelépés a problémában egy magyar kutatónak, Szebehely Győzőnek köszönhető, aki a fentebb leírt kilökődést először felfedezte. Vagyis egyenlő tömegű testeknél a harmadik test kilökődése törvényszerű.

Ezeket a cikkeket is érdemes elolvasni: