Problém troch telies je skutočný problém, ktorý začal ešte u Newtona: Čo popisuje?

Problém troch telies nie je len populárny seriál na Netflixe, ale aj skutočný problém, s ktorým si vedci nevedeli poradiť storočia.

Problém troch telies je skutočný fyzikálny problém
Zdroj: Vosveteit.sk, AI

Na Netflixe nedávno odštartoval kvalitný sci-fi seriál Problém troch telies, ktorý sa zakladá na rovnomennej knihe čínskeho autora menom Liu Cixin.  

Seriál si získal veľa fanúšikov, no málokto vie, že Problém troch telies je skutočným fyzikálnym problémom. Tento problém sa pokúša opísať pohyb troch nebeských telies pomocou ich gravitačnej sily tak, ako ju opisoval Newton.  

Odoberajte Vosveteit.sk cez Telegram a prihláste sa k odberu správ

V seriáli môžete sledovať osud mimozemskej civilizácie, ktorá obýva planétu v blízkej sústave Alpha Centauri. Táto planéta prešla drastickými klimatickými zmenami vplyvom chaotických interakcií troch hviezd, ktoré sa v sústave nachádzajú. Výskumníci z Australian Nuclear Science and Technology Organisation, ANSTO, vysvetľujú, že v takomto prípade by sústava troch hviezd rýchlo dospela k jednému z dvoch možných výsledkov.  

Prvý scenár hovorí, že by došlo ku zrážke dvoch hviezd, ktoré by splynuli do gigantickej hviezdy alebo neutrónovej hviezdy či čiernej diery. V druhom scenári by bola jedna z hviezd vykopnutá zo sústavy.  

Čo sa však týka samotného problému troch telies, ten má oveľa hlbšie historické základy. Po prvýkrát ho popísali okolo roku 1687, keď Isaac Newton publikoval knihu Principia. Newton dokázal vyriešiť obežné dráhy dvoch telies, no nedokázal pomocou rovnakej metódy úspešne popísať obežné dráhy troch telies, v tomto prípade Slnka, Zeme a Mesiaca.  

Riešenie problému

Tento problém nikto nevedel dlhú dobu vyriešiť. Medzi rokmi 1748 a 1772 výskumník Leonhard Euler skúmal tento problém a jeho riešením bolo ho obmedziť. Podľa Eulera tretí objekt nemal žiadnu hmotnosť a pohyboval sa po dráhe definovanej dvoma obiehajúcimi telesami. Tieto dve telesá gravitačne ovplyvňovali tretí objekt, no tretí objekt neovplyvňoval ich.  

Taktiež v roku 1772 fyzik Joseph-Louis Lagrange objavil, že existuje päť jedinečných bodov, kde sa sily vykazované dvoma objektmi na tretí vyrovnávajú. Tieto body dnes poznáme ako libračné body a na jednom sa nachádza Webbov vesmírny teleskop. Od roku 1750 až do začiatku 20. storočia sa objavilo viac ako 800 štúdií, ktoré sa zaoberali problémom troch telies.  

Až od roku 1950 sa začali objavovať numerické simulácie, ktoré nám ponúkli zatiaľ najlepší odhad riešenia problému troch telies. Zároveň vedci už začali tento problém označovať ako problém n-telies, kde n môže predstavovať ľubovoľný počet kozmických telies. Dnes vieme, že táto problematika neberie ohľad na počet telies, pretože rovnaké metódy riešenia fungujú v akomkoľvek prípade. Čo sa však stupňuje je náročnosť počítačových simulácií a tým pádom aj nákladov na riešenie tohto problému.  

Na videu vyššie môžete vidieť simuláciu problému troch telies s troma voľnými telesami. Znamená to, že všetky telesá začínajú v rovnakej vzdialenosti a s nulovou rýchlosťou. Ich pohyb ovplyvňuje len ich gravitačná sila.  

Prihláste sa k odberu správ z Vosveteit.sk cez Google správy

Komentáre