Hace 300 años, Isaac Newton consiguió explicar el movimiento de los planetas alrededor del Sol A través de la ley de la gravitación universal. Debido a él podemos saber dónde estará cualquier cuerpo celeste y de qué forma los objetos espaciales interactúan entre sí por la gravedad. En concreto, Newton se fijó en la Tierra, la Luna y el Sol, lo cual le llevó a plantearse otra pregunta: si es que estaba claro cómo orbitaban tres mundos entre sí, ¿cómo lo harían tres? Es Como postuló el llamado ‘problema de los tres cuerpos’, que a día de El jornada de hoy todavía sigue siendo un misterio. Sin embargo un nuevo estudio publicado en la revista ‘Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy’ puede brindar una nueva manera de mirar este enigma con siglos de antigüedad. El genial físico no pudo alcanzar una solución matemática general y los cuales vinieron detrás tampoco lo consiguieron. Sin embargo eso no quiere decir que no se hayan dado pasos. De hecho, la inédita investigación liderada por el físico Barak Kol, del Colegio de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ha reexaminado los conceptos básicos que sustentan las teorías anteriores para saber la probabilidad de que cada uno de los tres cuerpos escape del sistema en un Sólo instante dado. Los avances en tres siglos de investigaciones
Pero vayamos por partes. Tras que Newton planteara el problema y de que otros colegas Del mismo modo que Euler, Lagrange o Jacobi intentaran resolverlo, a finales del siglo XIX, el matemático Poincaré descubrió que la problemática presenta una sensibilidad extrema a las posiciones y velocidades iniciales de los cuerpos. Es decir, que se Precisa saber con mucha exactitud dónde se encuentran al principio los tres cuerpos en cuestión. Esta particularidad, que luego Se conoció Tal y como ‘teoría del caos’ o que cualquier mínimo repuesto produce un ‘efecto mariposa’ que cambien por completo todas las predicciones, implica que no existe una solución cerrada al problema y que cada caso es especial. Esto es: no hay una ecuación que sea capaz de predecir de qué manera se moverán los objetos, ni de determinar si sus órbitas serán o no estables en el tiempo. En el siglo XX, el crecimiento de los ordenadores permitió reexaminar el enigma con la ayuda de simulaciones computarizadas del movimiento de los cuerpos. Las simulaciones mostraron que, bajo algunos supuestos generales, un sistema de tres cuerpos experimenta períodos de movimiento caótico o bien aleatorio que se alternan con períodos de movimiento regular, hasta que Para terminar el sistema se desintegra en un par de cuerpos que orbitan su centro de masa común y un tercero que se aleja o bien se escapa de ellos. Y alcanzó la estadística La naturaleza caótica implica que no Solo no es imposible una solución cerrada, Sino las simulaciones por ordenador no pueden proporcionar predicciones específicas y confiables a largo plazo. Si bien, la disponibilidad de grandes Grupos de simulaciones llevó en 1976 a la idea de buscar una predicción estadística del sistema y, en particular, predecir la probabilidad de escape o distanciamiento de cada uno de los tres cuerpos. En este sentido, se Halló que El fin original, localizar una solución determinista, era incorrecto, y se reconoció que La meta correcto es descubrir una solución estadística. Sin embargo detectar una solución estadística tampoco es fácil. Y tres cosas concretas son las que ponen complicada la tarea: que el sistema presente un movimiento caótico que se alterna con un movimiento regular; que la gravedad tiene un rango infinito e ilimitado; y que es susceptible de desintegrarse. Hace un año, el físico Nicholas Stone, Además del Instituto
de Racah, usó un nuevo método de cálculo y, por 1era vez, lograron una expresión matemática cerrada para la solución estadística. Si es que bien, este tratamiento, Al parecido que todos sus enfoques estadísticos predecesores, se basa en algunos supuestos. Es por ello que Kol, inspirado por estos resultados, empezó un reexamen de estos supuestos. Agarrándose a lo finito
El rango infinito y Además ilimitado de la obliga gravitacional sugiere la aparición de probabilidades infinitas a través del llamado volumen de espacio de fase infinito, lo cual complica la estadística. Por ello, todos y cada uno de los intentos precedentes postularon una «región de interacción fuerte» algo arbitraria, y Sólo tuvieron en cuenta las configuraciones dentro de ella en el cálculo de probabilidades. Algo De este modo tal y como ‘poner’ una constante en la ecuación, Sin embargo realmente no sea tan ‘constante’. Lo cual el conjunto de Kol hizo se dirigió centrarse en vez de en el cantidad de espacio de fase, que es infinito, en el flujo saliente del cantidad de fase, En tanto que el flujo es finito incluso Una vez que el cantidad es infinito. De este modo no tienen que introducir la región de interacción duro artificial, Porque evita las probabilidades infinitas. La teoría basada en el flujo predice las probabilidades de escape de cada cuerpo bajo cierta suposición. Las predicciones son distintos de todos los marcos anteriores, y Kol enfatiza que «las pruebas de millones de simulaciones por computadora exhiben una ferviente concordancia entre la teoría y la simulación». Dicho de otro modo, que su sistema parece funcionar. Al menos De esta forma lo muestran las simulaciones se llevaron a cabo en colaboración con los equipos de Viraj Manwadkar, de la Universidad de Chicago; Alessandro Trani, del Colegio Okinawa en Japón; y Nathan Leigh, de la Universidad de Concepción en Chile. Resolver este problema sería crucial para entender muchas incógnitas en astrofísica. Por poner un ejemplo, puede poseer aplicación al mecanismo que crea pares de cuerpos compactos que son la fuente de ondas gravitacionales, Así De La misma manera que para profundizar la comprensión de la activa dentro de los cúmulos estelares. Y, Conforme Kol, la clave puede estar en cambiar el enfoque de la contestación.
Más cerca de resolver el «problema de los tres cuerpos» propuesto por Newton hace 300 años
Hace 300 años, Isaac Newton consiguió explicar el movimiento de los planetas alrededor del Sol A través de la ley de la gravitación universal. Debido a él podemos saber dónde estará cualquier cuerpo celeste y de qué forma los objetos espaciales in...