โดย ชาร์ลี วู้ด เผยแพร่เมื่อ 05 พฤษภาคม 2021นักฟิสิกส์ได้ใช้เวลาหลายศตวรรษในการต่อสู้กับความจริงที่ไม่สะดวกเกี่ยวกับธรรมชาติ: ต้องเผชิญกับดาวสามดวงในหลักสูตรการชนนักดาราศาสตร์สามารถวัดตําแหน่งและความเร็วของพวกเขาในนาโนเมตรและมิลลิวินาทีและมันก็ไม่เพียงพอที่จะทํานายชะตากรรมของดาว แต่จักรวาลมักจะนําสามของดาวและหลุมดํา หากนักดาราศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจภูมิภาคที่ร่างกายของสวรรค์ปะปนกันในทรวงพวกเขาจะต้องเผชิญกับ “ปัญหาสามร่าง”
ในขณะที่ผลของเหตุการณ์สามร่างกายเดียวนั้นไม่รู้ตัวนักวิจัยกําลังค้นพบวิธีการทํานายช่วงของผลลัพธ์
ของการโต้ตอบสามร่างกายกลุ่มใหญ่ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมากลุ่มต่าง ๆ ได้คิดออกว่าจะทําการคาดการณ์ทางสถิติของการจับคู่สามร่างกายสมมุติ: ตัวอย่างเช่นถ้าโลกพันกันกับดาวอังคารและปรอทหลายพันครั้งดาวอังคารจะถูกขับออกบ่อยแค่ไหน? ตอนนี้มุมมองใหม่ที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์ Barak Kol ช่วยลดความซับซ้อนของ “ปัญหาสามร่างกาย” โดยดูจากมุมมองใหม่ที่เป็นนามธรรม ผลลัพธ์ที่ได้คือการคาดการณ์ที่แม่นยําที่สุด ”มันทําได้ดีมาก” นาธาน ลีห์ นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยคอนเซปซิอองในชิลีซึ่งมีส่วนร่วมในการทดสอบโมเดลใหม่ “ฉันคิดว่า [นางแบบ] ของบารัคตอนนี้เป็นรุ่นที่ดีที่สุด”
ที่เกี่ยวข้อง: 18 ความลึกลับที่ยังไม่คลี่คลายที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์
ปริมาณของความโกลาหลคืออะไร?ในแอนิเมชั่นของนาซ่าดาวนิวตรอนสองดวงชนกันจบลงด้วยกิโลโนวา เมื่อสองวัตถุจักรวาลที่เกี่ยวข้อง, นักฟิสิกส์สามารถทํางานออกผลที่เป็นไปได้ของแมชอัพขึ้น (เครดิตภาพ: นาซ่า)เมื่อแรงโน้มถ่วงดึงวัตถุสองชิ้นเข้าด้วยกันผลลัพธ์ที่เป็นไปได้นั้นง่าย วัตถุอาจซูมเข้าหากัน หรืออาจเข้าสู่วงโคจรรูปวงรีรอบศูนย์กลางมวลที่ใช้ร่วมกัน ไอแซค นิวตัน สามารถเขียนสมการสั้นๆ ที่จับการเคลื่อนไหวเหล่านี้ได้ในช่วงทศวรรษที่ 1600
แต่ถ้าดาวดวงหนึ่งเข้าใกล้ดาวคู่หนึ่งโคจรรอบกันและกันแล้วการเดิมพันทั้งหมดจะปิดลง ผู้บุกรุกอาจซูมไปในทางที่คาดการณ์ได้ หรือมันอาจเข้าสู่การต่อสู้เริ่มต้นช่วงเวลาของลูปโกรธและหมุนที่อาจอยู่ได้ชั่วขณะหรือปี ในที่สุดความโกรธมักจะลดลงเมื่อหนึ่งในสามดาวถูกโยนออกจากอีกสองดวง หนึ่งในสองสถานการณ์จะตามมา: หากวงล้อที่สามมีพลังงานเพียงพอมันจะหลบหนีออกจากทั้งคู่เพื่ออยู่อย่างสงบสุข หรือถ้าไม่เป็นเช่นนั้นวัตถุที่สามจะรูดซิปออกไปเพียงเพื่อถอยกลับไปที่คู่อีกครั้งและเปิดตัวการทําร้ายร่างกายอีกตอนหนึ่ง
นักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียง Henri Poincaré แสดงให้เห็นในปี 1889
ว่าไม่มีสมการใดสามารถทํานายตําแหน่งของทั้งสามศพได้อย่างแม่นยําในทุกช่วงเวลาในอนาคตโดยชนะการแข่งขันที่ได้รับการสนับสนุนจากกษัตริย์ออสการ์ที่ 2 แห่งสวีเดน ในกรณีสามร่างนี้ Poincaré ได้ค้นพบกรณีแรกของความโกลาหลซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ผลลัพธ์สามารถตัดการเชื่อมต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพจากจุดเริ่มต้นของมันเนื่องจากการคาดการณ์ที่สมบูรณ์แบบสําหรับเหตุการณ์สามร่างกายของแต่ละบุคคลเป็นไปไม่ได้นักฟิสิกส์จึงหันไปหาการคาดการณ์ทางสถิติ ให้ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับทั้งสามศพเช่นพลังงานและการหมุนรวมของพวกเขาสิ่งที่สามารถพูดเกี่ยวกับอัตราต่อรองที่ตัวอย่างเช่นคนที่เบาที่สุดจะถูกไล่ออกในที่สุด?
ที่เกี่ยวข้อง: 11 สมการทางคณิตศาสตร์ที่สวยที่สุด
เพื่อไตร่ตรองปัญหานี้นักฟิสิกส์ได้ละทิ้งฉากหลังที่คุ้นเคยของพื้นที่ 3 มิติและย้ายไปยังเวทีนามธรรมที่เรียกว่า “พื้นที่เฟส” ในอาณาจักรใหม่ที่กว้างขวางนี้แต่ละจุดแสดงถึงการกําหนดค่าที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งของดาวสามดวง: นั่นคือตําแหน่ง 3 มิติความเร็ว 3 มิติและมวลสําหรับแต่ละสามร่างซึ่งเป็นพื้นที่ 21 มิติที่ไม่เปลี่ยนแปลงทั้งหมดบอก เหตุการณ์สามตัวที่เฉพาะเจาะจง (เช่นดาวดวงหนึ่งที่บินเข้าหาคู่) เริ่มต้นที่จุดใดจุดหนึ่งในพื้นที่เฟสและติดตามเส้นทางเมื่อมันพัฒนาจากการกําหนดค่าหนึ่งไปอีกการกําหนดค่าหนึ่ง ในกรอบนี้นักฟิสิกส์สามารถใช้ความโกลาหลเพื่อประโยชน์ของพวกเขา สําหรับระบบที่วุ่นวายไม่ได้มีเพียงผลลัพธ์เดียวที่เป็นไปได้ แต่เป็นจํานวนมาก นั่นหมายความว่าถ้าคุณปล่อยให้ระบบสามร่างกายวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไปมันจะสํารวจทุกเส้นทางที่วุ่นวายที่เป็นไปได้ในที่สุดก็ถึงทุกซอกทุกมุมของพื้นที่ที่วุ่นวายของพื้นที่เฟส สําหรับปัญหาสามตัวนักวิทยาศาสตร์สามารถคํานวณทางสถิติซึ่งแต่ละร่างกายอาจจบลงด้วยการคํานวณปริมาตรภายในพื้นที่เฟสที่แสดงถึงการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายอย่างแม่น
ยํา นักฟิสิกส์ได้ใช้ข้อกําหนดเช่นกฎหมายการอนุรักษ์เพื่อตัดพื้นที่เฟสทั้งหมดลงเหลือ “สนามเด็กเล่น” ที่ง่ายกว่าแปดมิติ แต่การกําหนดภูมิภาคที่วุ่นวาย (ยังแปดมิติ) อย่างแม่นยําภายในซึ่งเป็นความท้าทายส่วนหนึ่งเป็นเพราะสามร่างกายที่โคจรร่วมสามารถกระโดดระหว่างการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายและปกติ (โดยการเตะออกร่างกายชั่วคราว) กลุ่มต่าง ๆ ได้เห็นปริมาณของพื้นที่วุ่นวายในรูปแบบที่แตกต่างกันซึ่งถึงจุดสูงสุดในรูปแบบที่ชัดเจนโดย Nicholas Stone ของมหาวิทยาลัยฮีบรูแห่งเยรูซาเล็มและลีห์ในปี 2019 ที่กําจัดสมมติฐานที่ผ่านมาเพื่อสร้างแบบจําลองสามร่างที่ถูกต้องและเข้มงวดทางคณิตศาสตร์มากที่สุดจนถึงปัจจุบัน ”คุณไม่สามารถทําได้ดีกว่าที่เราทํา” Leigh กล่าว “สิ่งเดียวที่คุณสามารถทําได้คือคิดแบบจําลองที่แตกต่างกัน”
Credit : SnebLoggers.com swarovskioutletstoresale.com syazwansarawak.com TheCancerTreatmentsBlog.com themchk.com tnnikefrance.com trtwitter.com umweltakademie-blog.com vindsneakerkoopnl.com
