Фізики століттями боролися з незручною правдою про природу: зіткнувшись з трьома зірками на шляху, астрономи могли виміряти їх місце розташування і швидкість в нанометрах і мілісекундах, і цього було б недостатньо для передбачення долі зірок.
Але космос часто об’єднує тріо зірок і чорних дір. Якщо астрофізики сподіваються повністю зрозуміти регіони, де небесні тіла зливаються в скупчення, вони повинні зіткнутися з «проблемою трьох тіл». Хоча результат однієї події з трьома тілами невідомий, дослідники виявляють, як передбачити діапазон результатів великих груп взаємодій з трьома тілами.
В останні роки різні групи з’ясували, як робити статистичні прогнози гіпотетичних збігів трьох тіл. Наразі нова перспектива, розроблена фізиком Бараком Колом, спрощує вірогідну «проблему трьох тіл», розглядаючи її з нової абстрактної точки зору. Результат дає одні з найточніших прогнозів.
Теж цікаво:
- Фізики створили лазер для управління антиречовиною
- Темна матерія може складатися з прадавніх чорних дір? Що думають астрофізики
Коли гравітація зближує два об’єкти, потенційні результати прості. Об’єкти можуть наближатися один до одного або вони можуть вийти на еліптичну орбіту навколо загального центру мас. Ісаак Ньютон зміг записати короткі рівняння, що фіксують ці рухи ще у 1600-х роках.
Але якщо одна зірка наближається до пари зірок, які вже обертаються навколо одна одної, всі ставки припиняються. «Третій зайвий» може наблизитися передбачуваним чином. Або він може вступити в сутичку, почавши період лютих петель і поворотів, які можуть тривати миті або роки. Зрештою, фурор завжди вщухає, коли одна з трьох зірок відділиться в сторону від двох інших.
Далі слідує один з двох сценаріїв: якщо у третьої зірки досить енергії, вона буде поступово віддалятися, залишаючи пару жити у згоді. Або, якщо цього не відбудеться, третій об’єкт полетить геть тільки для того, щоб знайти чергову пару зірок і запустити цикл знову.
Тепер в новому контексті фізики змогли використовувати хаос у своїх інтересах. Для хаотичної системи існує не один можливий результат, а безліч. Це означає, що, якщо ви дозволите системі трьох тіл еволюціонувати з плином часу, вона буде досліджувати всі можливі хаотичні шляхи, в кінцевому підсумку досягаючи кожного затишного куточка якої-небудь хаотичної області свого фазового простору. Що стосовно проблеми трьох тіл, вчені можуть статистично порахувати, де може виявитися кожне тіло, точно обчисливши обсяг всередині свого фазового простору, який є хаотичним рухом.
Читайте також: