最新研究背后的研究人員將三體問題描述為“可以說是天體物理學(xué)中最古老的開放問題”,盡管他們還沒有完全弄清楚這個(gè)問題,但他們通過找到適合這個(gè)開放性的統(tǒng)計(jì)公式比大多數(shù)人更接近在某些情況下的問題。
特別是,他們研究了幾個(gè)世紀(jì)以前的研究,提出了以下想法:在不穩(wěn)定,混亂的三體系統(tǒng)中,其中一個(gè)體最終被驅(qū)逐,留下了兩個(gè)之間穩(wěn)定的二元關(guān)系。
盡管研究人員指出他們還沒有為三體問題提供精確,完整的解決方案,但他們已經(jīng)開發(fā)出一種有效的統(tǒng)計(jì)方法,該方法涵蓋了很多此類三體到二體事件,在幫助物理學(xué)家可視化復(fù)雜過程方面非常有用。
耶路撒冷希伯來大學(xué)的天體物理學(xué)家尼古拉斯·斯通(Nicholas Stone)說:“當(dāng)我們將預(yù)測(cè)結(jié)果與計(jì)算機(jī)生成的實(shí)際運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行比較時(shí),我們發(fā)現(xiàn)了很高的準(zhǔn)確性。”
艾薩克·牛頓(Isaac Newton)在1687年制定的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律是:除非受到力作用,否則物體將保持慣性狀態(tài);加速度與作用力之間的關(guān)系為力等于質(zhì)量乘以加速度(F = ma);以及對(duì)于每一個(gè)動(dòng)作,都有一個(gè)平等而相反的反應(yīng)。
到目前為止,就宇宙的基本物理學(xué)而言,如此輝煌。但是牛頓在將他的規(guī)則應(yīng)用于地球,月亮和太陽(原始的三個(gè)物體)時(shí)遇到了困難。用這些數(shù)學(xué)規(guī)則來追蹤三個(gè)物體實(shí)際上變得更加困難。
雖然科學(xué)家已經(jīng)找到了解決特殊情況的方法,但事實(shí)證明,三體問題的通用公式難以捉摸。這就像嘗試將數(shù)學(xué)模板應(yīng)用于蝴蝶效果–太混亂了以至于無法追蹤。
在這種情況下,研究人員應(yīng)用了一種稱為“遍歷性”的概率假設(shè),以幫助指導(dǎo)他們找到答案,它使用平均值的原理來確定特定系統(tǒng)中將要發(fā)生的事情。重要的是,隨著時(shí)間的流逝,遍歷過程與其原始狀態(tài)幾乎沒有關(guān)系(就像三體系統(tǒng)一樣)。
新解決方案的作用是使科學(xué)家了解三體問題的兩個(gè)幸存者在各種新近穩(wěn)定的情況下的行為-這種理解對(duì)天體物理學(xué)至關(guān)重要。
斯通說:“取三個(gè)相互環(huán)繞的黑洞。”“他們的軌道必定會(huì)變得不穩(wěn)定,即使其中之一被踢出去,我們?nèi)匀粚?duì)幸存的黑洞之間的關(guān)系非常感興趣。”