三体問題は、数学的および物理的なパズルの中で最も難しいものの 1 つです。これは、ニュートンの重力の法則に従って、相互引力の影響下にある 3 つの物体の経路を予測することで構成されます。エルサレムのヘブライ大学のチームは、まさにこの物理学のパズルに取り組み、問題を軽減しようとしています。
アイザック・ニュートン卿
サー・アイザック・ニュートンは、1643 年にリンカンシャーのウールズソープ・バイ・コルスターワースで生まれました。この英国の博物学者は、主に著書『数学哲学』を通じて歴史に名を残しました。その中で彼は、万有引力と運動法則を重力の法則の形で説明することがありました。
三体問題: 研究者はその解決に近づく可能性がある
17 世紀末にはアイザック ニュートンが万有引力の法則を使って太陽の周りの惑星の動きを説明することに成功しました。彼はまた、地球の周りの月の動き（二体問題）についても説明しました。しかし、さらに考えを続けようとしたとき、今日の研究者にとっても依然として困難を引き起こす物理的なパズルに遭遇しました。そこでニュートンは、相互の重力引力の影響下で空間を移動する 3 つの物体の運動、つまり三体問題を予測することに興味を持ちました。
二体問題とは対照的に、ニュートンは三体問題に対する一般的な数学的解を得ることができませんでした。実際、三体問題は定義するのは簡単ですが、解決するのは難しいことが判明しました。問題は、システム自体の特殊性にありました。それは規則的な動きと交互に起こるランダムな動きであり、境界がなく、減衰しやすいのです。
ちょうど 1 年ほど前、研究者のニコラス ストーンとその同僚は新しい計算方法を発表し、初めて三体問題の統計的解の閉じた数式を受け取りました。ただし、これまでのすべての統計的アプローチと同様、この方法も研究者が事前に設定した特定の仮定に基づいています。
物理パズル: 改訂された理論の提示
エルサレムのヘブライ大学の物理学教授であるバラク・コルはこの方法を研究し、それに触発されて修正された理論を提唱しました ( リンク)。科学者は、いくつかの一般的な仮定の下で、三体問題では、規則的な運動の期間と交互に、カオス的またはランダムな運動の期間が発生し、最終的にシステムが 2 つの体に崩壊することを発見しました。
これら 2 つの物体は、共通の重心の周りを回転し始めます。この時点で、3 番目の本体は徐々に彼らから遠ざかり始めます。したがって、少なくとも長期的には、三体問題は二体問題に帰着する可能性があります。しかし、その前提条件はニュートンの重力の法則にあり、この理論は現在部分的に再検討されています。