3-cisim problemi (3-body problem) gerçektir ve gerçekten çözülemez

3-cisim problemi (3-body problem) gerçektir ve gerçekten çözülemez

Herkes Cixin Liu'nun Remembrance of Earth's Past kitap üçlemesine dayanan yeni Netflix dizisi 3 Body Problem'den bahsediyor gibi görünüyor. Daha az insan iki serinin aynı isimden bahsettiğini söylüyor: Aynı isimli çözülemez fizik problemi.

Alıntı

Basit anlamda 3 Beden Problemi nedir?

Basit bir ifadeyle, üç gök cismi (birbirine çok yakın olan gezegenler, yıldızlar veya güneşler) birbirlerine kuvvet uyguladığında üç cisim problemi ortaya çıkar. Normalde iki nesne birbirine kuvvet uyguladığında nesnelerin dönüşünü tahmin etmek daha kolaydır.

Bu mantıklı çünkü kafa karıştırıcı. Fizikte üç cisim problemi, uzayda birbirine yakın üç yıldız gibi yerçekiminin birbiriyle etkileşime girdiği üç nesnenin hareketlerini tahmin etmenin bir yolunu bulmaya çalışır. Kulağa yeterince basit geliyor değil mi?

Ancak ben de kısa bir süre önce üç cisim problemiyle ilgili Vikipedi makalesini çıkardım ve bir kişinin parlak ışıktan uzaklaşabileceği şekilde sekmeyi kapattım. Görünüşe göre Dünya, Güneş ve Ay üç cisimli bir sistem mi? Bana ayın nasıl hareket ettiğini bilmediğimizi mi söylüyorsun? Bilim insanları üç cisim sorununa birden fazla çözüm mü yayınladı? Bana Cixin Liu'nun kitaplarının güncelliğini yitirdiğini mi söylüyorsun?

Tek bilmek istediğim, sorunun neden çözülemez olarak değerlendirildiğiydi ve şimdi lisedeki fizik eğitimimin bir döneminin anıları, parlayan felaket rakamları gibi gözlerimin önünde yüzüyordu. Ancak çektiğim acılara rağmen, biz fizikçi olmayanların üç cisim probleminin aslında çözülemez olduğundan emin olabilmemiz için birkaç yol hazırladım.

Sebep 1: Bu 'çözülemez'in özel bir tanımıdır

Üç cisim problemi daha da kafa karıştırıcı çünkü bilim insanları görünüşte sürekli olarak üç cisim problemine yeni çözümler buluyor! Hepsi için tek çözüm anlamına gelmiyorlar. İki cisimli bir sistem için böyle bir formül mevcut ve görünüşe göre Isaac Newton bunu 1687'de buldu. Ancak fizikçilere göre ikiden fazla cisim içeren sistemler fazlasıyla kaotiktir (yani bir çocuğun dağınık yatak odası gibi değil). ama “kaos teorisi” anlamında) tek bir çözümle kuşatılmak.

Fizikçiler üç cisim problemine yeni bir çözüm bulduklarını söylediklerinde, belirli teorik parametrelere sahip üç cisim sistemleri için özel bir çözüm bulduklarını kastediyorlar. Benden bu parametreleri açıklamamı istemeyin, çünkü bunların hepsi "üç kütle her an aynı doğrultudadır" veya "sekiz şekli etrafında hareket eden üç eşit kütleye sahip sıfır açısal momentum çözümü" gibi şeylerdir. Ama temel olarak: Fizikçiler, sorunun odağını üç cisimli sistemlerin belirli düzenlemelerine daraltarak, güneş sistemimizdeki gibi bazılarının hareketlerini tahmin eden formüller elde edebildiler. Dünya ve Güneş'in kütlesi, daha küçük bir cismin (bu durumda Ay) iki büyük cismin (Dünya ve Güneş) etkisi altında hareket ettiği "sınırlı üç cisim problemi" yaratır.

Fizikçilerin üç cisim probleminin çözümü olmadığını söylerken kastettikleri şey, üç nesnenin yerçekiminin bu nesnelerin hareket etmesine neden olabileceği her yol için herkese uyan tek bir formül olmadığıdır. Üç Cisim Problemi tüm dayanağını buna dayandırıyor.

Sebep 2: 3 Cisim Problemi bilerek çözülmemiş bir üç cisim sistemini seçti

Henri Poincaré'nin üç cisim problemine genel bir çözüm bulmaya yönelik araştırması, daha sonra kaos teorisi olarak bilinen şeyin temelini oluşturdu (bunu Jurassic Park'taki başrol oyuncusundan biliyor olabilirsiniz). Ve 3 Beden Problemi'nin kendisi herhangi bir eski üç cisim sistemiyle ilgili değil. Bu özellikle son derece kaotik bir üç cisim sistemiyle ilgili; Poincaré'nin sorunun "çözülemez" olduğunu gösterirken odaklandığı türden vücut düzenlemelerinin aynısı.

Hem Liu'nun kitaplarında hem de Netflix'in 3 Beden Sorunu'nda insanlık, evlerinin güneş sisteminde kaotik bir üç cisim ilişkisi içinde üç güneş bulunan uzaylıların (kitapların İngilizce çevirisinde Trisolaranlar ve TV dizisinde San-Ti olarak anılırlar) istilasıyla karşı karşıyadır. . Bizimkinin aksine bu, göklerin temelde tahmin edilemez olduğu bir dünya.

Buz gibi soğuk dönemler, yerini kavurucu sıcağa bırakıyor, bu da yer çekimindeki salınımlara yol açıyor ve asla güvenilemeyecek geçici ertelemelere dönüşüyor. San-Ti ortamının öngörülemez doğası, fizikselliklerinin, felsefelerinin ve Dünya'yı kendilerine mal etme arzularının her ayrıntısının kaynağıdır.

Başka bir deyişle, 3 Cisim Problemi'nin üç cisim problemi çözülemez çünkü Liu, çözülemez bir üç cisim sistemiyle bir hikaye yazmak istedi, bu yüzden bizim bir çözüm bulamadığımız ve asla çözemeyeceğimiz üç cisim sistemlerinden birini seçti. .

Sebep 3: Bilim insanları hala üç cisim problemi üzerinde çalışıyor

Belki de üç cisim probleminin gerçek olduğuna ve gerçekten çözülemez olduğuna inanmanız için size sunabileceğim en iyi neden, bazı bilim adamlarının yakın zamanda belirli üç cisim sistemleri için bir dizi yeni çözüm yayınlamasıdır.

Eğer fizikçiler hala üç cisim problemi üzerinde çalışıyorlarsa, bunun çözülmediğini rahatlıkla varsayabiliriz. Sonuçta gerçek uzmanlar bilim insanlarıdır. Ve kesinlikle değilim.

Kaynak: Polygon