趣味探索訊 在科幻小說《三體》中,一個比地球人類文明先進得多的外星文明居住在4光年外半人馬星座星系中,而這個星系由一顆行星和三顆恒星組成,由于三顆恒星的相互作用力,這顆行星軌跡十分復雜,而行星上三體人不是因為離恒星太遠而被凍死,就是因為離恒星太近而被熱死,但三體文明一直幸存了下來。
后來,這個星系終于出現了一段相對穩定時期,于是三體人科技在很短時間內得到飛速發展,但是還是無法解出三顆恒星的運行規律,最終他們決定遠征太陽系殖民地球。在現實世界中,三個天體間相互作用力真的有那么難解嗎?眾所周知,牛頓運動定律早在1687年就被著名物理學家牛頓所提出,該定律揭示了宇宙一切力學本質。
牛頓運動定律指出,每個作用力背后都有一個與之平等相反的反作用力。雖然牛頓運動定律已經為人類對太陽系乃至整個宇宙天體運動規律的理解奠定了堅實基礎,但是牛頓運動定律帶來了一個懸而未決的問題一直困惑著科學家,長達330年之久,這個問題就是 “三體難題”,即《三體》小說中所說無解的三體難題。
當一個天體圍繞著恒星旋轉時,科學家很容易用牛頓運動定律能計算出天體的運行軌跡,但當作用關系出現第三個天體后,一切都變得難以理解了,這是因為三個天體間距離會時近時遠,它們之間會發生微妙的權斗關系,搞不好三個天體的運行軌跡會同時出現混亂,用傳統的牛頓運動定律將變得“力不從心”,再也無法算出天體的運行軌跡了。
不過現在,一位名為尼古拉斯·斯通(Nicholas Stone)的科學家在三體難題方面有新發現,成功破解了《三體》中無解難題。據了解,斯通是智利耶路撒冷希伯來大學物理研究所的天體物理學家,他認為不穩定的三體系統不會維持多久,很快會有一個天體出局,接下來二元系統將會慢慢地趨向于穩定,哪一個天體會被出局,它們關系什么時間破裂將是研究重點。
斯通并沒有把三個天體間混亂看作是一種障礙,而是使用另一種傳統數字方法來預測天體運行軌跡,預測結果竟然和計算機模擬結果非常接近,不過斯通一再強調,他們的方法并不能精確解決三體問題,但是對理解三體難題中的最后幸存者將至關重要,所以這也勉強算是一種解決方案,這項新研究發現已發表在《自然》雜志上。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號:有趣探索


