350 年以上を経て、物理学者はついにアイザック ニュートンの三体問題に対する統計的な答えを発見しました。この問題は、私たちの宇宙で最も古い未解決の謎の 1 つと考えられています。これは、3 つの異なる物体または物体が空間を移動するときにどのように移動するかを調べる問題を説明します。ただし、ニュートンの運動法則と重力は保証されなければなりません。
アイザック・ニュートンの三体問題: 宇宙の永遠の謎
研究者らは、アイザック・ニュートンの三体問題を「おそらく天体物理学における最古の未解決の疑問」と表現している。しかし、特定のシナリオに適切と思われる統計公式のおかげで、これまで以上に答えに近づいています。簡単に言えば、国際研究チームは次の質問に取り組んでいます: 3 つの天体は相互の重力下でどのように移動するのでしょうか?
アイザック・ニュートンの法則のおかげで、検査対象の遺体が 2 つだけであれば、この質問に対する答えは簡単に見つかりますが、遺体が 3 つしかない場合、エルサレムのヘブライ大学の科学者にとっては大きな問題になります。
科学者たちは過去数世紀の研究を特別に検討し、私たちの宇宙にある不安定で混沌とした三体系では、最終的にはいずれかの天体が放出されるという考えに至りました。そうすることで、彼は残った 2 人の間に安定した二項関係を残します。彼らはこれらの考察を、Nature Journal に掲載されたレポートで発表しました。
まだ100％の解決策ではない
研究者らは、アイザック・ニュートンの三体問題に対する正確かつ包括的な解決策はまだ見つかっていないが、少なくともこの問題を研究する方法を発見したと指摘している。これは、複雑なプロセスをより適切に視覚化するために、将来の研究プロジェクトで特に役立つ可能性があります。
エルサレム・ヘブライ大学の天体物理学者ニコラス・ストーン氏は、「私たちの予測と実際の動きのコンピューターモデルを比較したところ、かなりの一致が見られた」と語る。
1687 年にアイザック ニュートンによって定式化された運動の 3 法則には、次のことが記載されています。
- 物体は力が加えられない限り慣性状態を保ちます。
- 加速度と加えられる力の関係は、力と質量の加速度の積に等しい (F = mxa) です。
- あらゆる行動に対して、同等かつ反対の反応が存在します。
これまでのところ、とても素晴らしいです。しかし、当時でさえ、ニュートンは、独自の規則を宇宙の元の 3 つの物体 (太陽、月、そしてもちろん地球) に適用しようとしたときに、同じ三体問題に遭遇しました。
「バタフライエフェクト」のように、三体問題は厄介すぎる
研究者らはアイザック・ニュートンの三体問題の特殊な場合の解決策を見つけたが、正確な数学的テンプレートを実現するのは難しすぎる。
そこで研究者らは、エルゴード性と呼ばれる確率的仮説を適用しました。これは、平均の原理を使用して、特定のシステムで理論的に何が起こり得るかを解明します。エルゴード プロセスは、三体システムと同様に、元の状態とはほとんど関係がありません。
この方法論を使用することで、科学者たちは宇宙の三体系の残りの物体がどのように動作するかについて新たな理解を得ることができ、これは天体物理学における画期的な進歩となる可能性があります。
また、三体問題の解決策も、アインシュタインが相対性理論で忘れていた小さな詳細であるかどうかを知ることもできます。そして、研究者たちは、宇宙の謎について少なくともいくつかの説明を提供したいと考えています。