مشکلی فیزیکی که علم را از روزگاران تا کنون گرفتار کرده است اسحاق نیوتن چند محقق اسرائیلی می گویند که به حل و فصل نزدیک تر است. این دو نفر از "راه رفتن مست" برای محاسبه نتیجه رقص کیهانی بین سه جسم عظیم یا به اصطلاح مشکل سه بدن استفاده کردند.
برای فیزیکدانان، پیش بینی حرکت دو جسم پرجرم، مانند یک جفت ستاره، ساده است. اما وقتی یک شی سوم وارد تصویر می شود، مشکل غیر قابل حل می شود. این به این دلیل است که وقتی دو جسم عظیم به یکدیگر نزدیک می شوند، جاذبه گرانشی آنها بر مسیرهایی که طی می کنند تأثیر می گذارد، به گونه ای که می توان آن را با ساده توصیف کرد. از نظر ریاضی فرمول اما افزودن یک شیء سوم چندان ساده نیست: ناگهان فعل و انفعالات بین سه شیء آشفته می شود. به جای پیروی از یک مسیر قابل پیش بینی تعیین شده توسط یک فرمول ریاضی، رفتار سه جسم به آنچه دانشمندان "شرایط اولیه" می نامند حساس می شود - یعنی بدون توجه به سرعت و موقعیتی که قبلاً بودند. هر تفاوت کوچک در این شرایط اولیه رفتار آینده آنها را به شدت تغییر می دهد، و از آنجایی که همیشه در مورد آنچه ما درباره این شرایط می دانیم ابهام وجود دارد، محاسبه رفتار آنها در آینده غیرممکن است. در یک سناریو، دو مورد از اجسام می توانند نزدیک به یکدیگر بچرخند در حالی که سومی به مدار گسترده پرتاب می شود. در یکی دیگر، شی سوم می تواند توسط دو مورد دیگر دور ریخته شود، هرگز برنگردد، و غیره.
متصل: داستان پشت ستاره ها چیست؟
در مقاله ای که در مجله منتشر شده است معاینه فیزیکی X، دانشمندان از غیرقابل پیش بینی نا امید کننده مشکل سه بدنه به نفع خود استفاده کرده اند.
"[The three-body problem] Jonadav Bari Ginat، دانشجوی دکترا در موسسه فناوری Technion-Israel که مقاله را با Hagay Peretz، یک فیزیکدان، مقاله نویسی کرده است، گفت: بسیار بسیار حساس به شرایط اولیه بستگی دارد، بنابراین اساساً به این معنی است که نتیجه اساساً تصادفی است. از اما این بدان معنا نیست که ما نمی توانیم احتمال هر نتیجه را محاسبه کنیم."
متصل: 18 معمای بزرگ حل نشده در فیزیک
برای انجام این کار، آنها بر نظریه پیاده‌روی‌های تصادفی - که به عنوان «راه رفتن مست‌ها» نیز شناخته می‌شود، تکیه کردند. ایده این است که مست به هر سمتی می رود، با همان شانس برای برداشتن یک قدم به سمت راست و همچنین برداشتن یک قدم به سمت چپ. اگر این شانس‌ها را بدانید، می‌توانید احتمال اینکه مستی بعداً به مکان خاصی برسد را محاسبه کنید.
بنابراین، در مطالعه جدید، گینات و پرتز سیستم‌های سه جسمی را در نظر می‌گیرند که جسم سوم به یک جفت جسم در مدار نزدیک می‌شود. در تصمیم آنها، هر یک از "گام های" مست با سرعت جسم سوم نسبت به دو مورد دیگر مطابقت دارد.
می‌توان احتمالات هر یک از این سرعت‌های ممکن جسم سوم را محاسبه کرد و سپس می‌توان تمام این مراحل و همه این احتمالات را جمع کرد تا احتمال نهایی اتفاقی که برای سیستم سه بدنه در مدت زمان طولانی رخ خواهد داد را بیابید. از این به بعد "، به این معنی که آیا جسم سوم برای همیشه دور ریخته می شود، یا می توان آن را برگرداند، مثلا گینات گفت.
اما تصمیم دانشمندان فراتر از این است. در بیشتر شبیه‌سازی‌های مسئله سه جسم، این سه جسم به‌اصطلاح ذرات ایده‌آل و بدون خاصیت ذاتی در نظر گرفته می‌شوند. اما ستارگان و سیارات به روش های پیچیده تری با هم تعامل دارند: فقط به راه فکر کنید ماهجاذبه می کشد زمین برای تولید جزر و مد این نیروهای جزر و مدی مقداری انرژی از برهمکنش بین دو جسم می‌دزدند و این باعث تغییر در نحوه حرکت هر جسم می‌شود.
از آنجایی که این راه حل احتمال هر "مرحله" برهمکنش سه جسم را محاسبه می کند، می تواند این نیروهای اضافی را برای محاسبه دقیق تر نتیجه در نظر بگیرد.
این یک گام بزرگ به جلو برای مشکل سه بدنه است، اما گینات می گوید که مطمئناً پایان کار نیست. اکنون محققان امیدوارند که بفهمند وقتی سه جسم در پیکربندی‌های خاص قرار می‌گیرند چه اتفاقی می‌افتد - برای مثال، هر سه در یک صفحه تخت. چالش دیگر این است که ببینیم آیا آنها می توانند این ایده ها را در چهار بدن خلاصه کنند یا خیر.
گینات گفت: "هنوز سوالات باز زیادی وجود دارد."
در ابتدا در Live Science منتشر شد.