Pesquisadores acham que encontraram uma maneira de resolver um antigo quebra-cabeça da astrofísica

Por quase 350 anos, os físicos vêm quebrando a cabeça tentando resolver o espinhoso problema dos três corpos de Newton, que coloca a questão de como três objetos ou corpos semelhantes viajariam pelo espaço de uma maneira que obedecesse às leis do movimento e da gravidade.

Após vários séculos de reflexão, os físicos finalmente chegaram a uma possível solução estatística para o famoso problema dos três corpos.

O complicado problema de três corpos de Newton

Em 1687 Isaac Newton estabeleceu as três leis do movimento, a saber: que os objetos permanecem em estado de inércia a menos que sejam submetidos a uma força, que a relação entre aceleração e força aplicada é força igual à massa multiplicada pela aceleração (F = ma), e que para cada ação há uma reação igual e oposta.

Leis que explicam muito bem a física básica do Universo, mas ficam travadas ao tentar aplicá-las à Terra, Sol e Lua – os três corpos originais. Na verdade, é muito mais difícil seguir três corpos com essas regras matemáticas. Depois de Newton, os cientistas encontraram soluções para casos especiais, mas acabou sendo difícil obter uma fórmula geral para o problema dos três corpos. É como tentar aplicar um modelo matemático ao efeito borboleta, caótico demais para seguir.

Os pesquisadores por trás do novo estudo descrevem o problema dos três corpos como “indiscutivelmente a questão aberta mais antiga da astrofísica”e embora eles não tenham resolvido completamente o problema, eles chegaram muito mais perto dele ao encontrar uma fórmula estatística que responde a esta pergunta em alguns cenários.

“Quando comparamos nossas previsões com modelos gerados por computador de seus movimentos reais, encontramos um alto grau de precisão”explica o astrofísico Nicholas Stoneda Universidade Hebraica de Jerusalém.

Uma solução potencial para o problema dos três corpos de Newton

Os pesquisadores analisaram alguns séculos de pesquisas anteriores que propõem a seguinte ideia: em sistemas de três corpos instáveis ​​e caóticos, um desses corpos acaba sendo expulso, deixando para trás uma relação binária estável entre os dois restantes. A nova solução permite que os cientistas entendam como os dois corpos sobreviventes se comportarão em uma variedade de novos cenários estáveis ​​– e esse tipo de entendimento pode ser crucial na astrofísica.

Em sua pesquisa, publicada na revista Nature, os pesquisadores aplicaram uma hipótese de probabilidade chamada teoria ergódica para orientá-los em sua solução. Isso ocorre porque, assim como um sistema de três corpos, os processos ergódicos têm pouca relação com seu estado original, ao longo do tempo.

Embora os pesquisadores apontem que não encontraram uma solução exata e completa para o problema dos três corpos, eles desenvolveram um método estatístico de trabalho que cobre muitos desses eventos de três a dois corpos. O que pode ser muito útil para ajudar os físicos a visualizar processos complexos.

Artigos Relacionados

Back to top button