¿Han resuelto los investigadores el problema de los tres cuerpos de Newton?

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Si pensaba que Issac Newton simplificó la física, piénselo de nuevo. Las leyes del movimiento pueden ser en sí mismas ecuaciones simples, pero los movimientos reales de los objetos de acuerdo con estas leyes pueden complicarse rápidamente.

Por ejemplo, imagine un universo con solo dos objetos en él: digamos, dos estrellas. Las leyes de Newton son razonablemente suficientes para ayudarnos a comprender cómo estos objetos ligados gravitacionalmente interactuarán entre sí. Pero agregue un tercer objeto, una tercera estrella, tal vez, y nuestros cálculos se vuelven arriesgados.

Este problema se conoce como el problema de los tres cuerpos. Cuando tienes tres o más cuerpos interactuando de acuerdo con cualquier fuerza inversa al cuadrado (como la gravedad), sus interacciones entran en conflicto de una manera caótica que hace que su comportamiento sea imposible de predecir con precisión. Esto es un problema porque, bueno ... hay mucho más de tres cuerpos en el universo. Incluso si se limita el universo a nuestro propio sistema solar, es un desastre. Si ni siquiera puedes dar cuenta de tres cuerpos, ¿cómo se supone que puedes predecir los movimientos de un sol, ocho planetas, docenas de lunas y los innumerables otros objetos que componen nuestro sistema solar?

Debido a que solo necesitas tres cuerpos para que sea un problema, incluso si solo intentas analizar los movimientos de la Tierra, el sol y la luna, no puedes hacerlo.

La respuesta de dos cuerpos

Los físicos resuelven este problema tratando a todos los sistemas como sistemas de dos cuerpos. Por ejemplo, analizamos las interacciones de la Tierra y la luna solamente; no tenemos en cuenta el resto del sistema solar. Esto funciona bastante bien porque la influencia gravitacional de la Tierra sobre la Luna es mucho más fuerte que cualquier otra cosa, pero este truco nunca puede llevarnos realmente al 100 por ciento allí. Todavía hay un misterio en el corazón de cómo nuestro complicado sistema solar influye.

No hace falta decir que es un enigma vergonzoso para los físicos, especialmente si nuestro objetivo es hacer predicciones perfectas.

Pero ahora, un equipo internacional de investigadores, dirigido por el astrofísico Dr. Nicholas Stone del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, cree que finalmente podrían haber avanzado en una solución, informa Phys.org .

Al formular su solución, el equipo analizó un principio rector que parece aplicarse en ciertos tipos de sistemas de tres cuerpos. Es decir, siglos de investigación han revelado que los sistemas inestables de tres cuerpos eventualmente expulsan a uno del trío, e inevitablemente forman una relación binaria estable entre los dos cuerpos restantes. Este principio proporcionó una pista crucial sobre cómo podría resolverse este problema de una manera más general.

Entonces, Stone y sus colegas hicieron cálculos matemáticos y crearon algunos modelos predictivos que podrían compararse con los algoritmos de modelado por computadora de estos sistemas.

"Cuando comparamos nuestras predicciones con modelos generados por computadora de sus movimientos reales, encontramos un alto grado de precisión", compartió Stone.

Añadió: "Tome tres agujeros negros que orbitan entre sí. Sus órbitas necesariamente se volverán inestables e incluso después de que uno de ellos sea expulsado, todavía estamos muy interesados ​​en la relación entre los agujeros negros supervivientes".

Si bien el éxito del equipo representa un progreso, todavía no es una solución. Solo han demostrado que su modelo se alinea con las simulaciones por computadora en escenarios de casos especiales. Pero es algo sobre lo que construir, y cuando se trata de algo tan caótico como los sistemas de tres cuerpos, ese andamiaje es de gran ayuda para ayudarnos a comprender cómo podrían usarse nuestras teorías para construir modelos de la realidad con mayor precisión.

Es un paso fundamental hacia una comprensión más completa de cómo funciona nuestro universo.

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