近350年前,牛頓發覺了描述物體運動的三大定理,其中第三定理是“作用力與反斥力大小相等,方向相反”。
牛頓運動定理為我們理解太陽系的運行,以及物體與作用于物體的力之間的關系奠定了基礎。牛頓運動定理的重要意義自何必說,但也制造了一個近350年來始終困惑科學家的困局:三體問題。
在借助運動定理描述月球圍繞太陽運行的問題后,牛頓推斷,它們也能幫助人們理解考慮第三個天體——例如地球——加入后月球圍繞太陽運行的問題。但實際上,解三體多項式的難度要大得多。
借助普通的物理知識估算三體系統的運動狀態是不可能的
當2(或3個)不同大小和距離的天體圍繞一個中心點運行時,借助牛頓運動定理估算它們的運動狀態堪稱輕而易舉。并且,假如3個天體規格以及與中心點的距離接近時,它們之間的互相斥力會發生變化牛頓第一定律三個科學家,系統會身陷混亂,借助普通的物理知識估算各天體的運動狀態是不可能的。
由以色列希伯來學院拉卡化學大學天體化學學家尼古拉斯·斯通(Stone)領銜的一個國際研究團隊,在解決這一困局方面邁出了一大步。她們的研究論文發表在最新一期《自然》雜志上。
領銜破解三體系統困局的以色列希伯來學院拉卡化學大學天體化學學家尼古拉斯·斯通
斯通和法國康塞普希翁學院(Ladeón)充分借助了過去2個世紀的相關研究成果,非常是“不穩定的三體系統最終會淘汰一個物體,產生穩定的二元系統”。這些二元關系是她們研究的重點。
研究團隊沒有將系統的混亂狀態看作是障礙,她們借助傳統的物理運算預測行星的運動。斯通說,“當我們將我們的預測與它們實際運動狀態的計算機模型進行比較時,我們發覺我們的預測精度相當高?!?span style="display:none">1Ex物理好資源網(原物理ok網)
雖然研究團隊指出她們的研究成果并非是三體問題精確的解決方案,她們的成果還是十分有用的,致使化學學家能對復雜的化學過程進行可視化處理。
斯通解釋說,“以三個黑洞圍繞另外一個黑洞運行為例,它們的軌道將是不穩定的——即使是在一個黑洞‘被踢出去時’也是這么,我們對留下的兩個黑洞之間的關系依舊十分感興趣”。對于我們理解不穩定三體系統中幸存者在新產生的穩定系統中的行為牛頓第一定律三個科學家,預測新軌道的能力至關重要。
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