0:00:07.745,0:00:11.880 در سال ۲۰۰۹، دو محقق [br]آزمایشی ساده را اجرا کردند. 0:00:11.880,0:00:15.055 تمام اطلاعاتی را که درباره منظومه [br]شمسی می‌دانیم جمع‌آوری کرده 0:00:15.055,0:00:21.107 و محاسبه کردند که هرکدام از این سیارات [br]در ۵ میلیارد سال آینده در کجا قرار دارند. 0:00:21.107,0:00:25.107 برای این کارآن‌ها بیش از[br]۲,۰۰۰ شبیه‌سازی اجرا کردند 0:00:25.107,0:00:29.829 با ورودی‌های کاملا یکسان به جز یک تفاوت: 0:00:29.829,0:00:35.136 در هر شبیه سازی آن‌ها [br]فاصله عطارد و خورشید را 0:00:35.136,0:00:37.796 به اندازه کمتر از[br]یک میلی‌متر تغییر می‌دادند. 0:00:37.796,0:00:41.074 به شکل حیرت‌انگیزی،[br]در حدود ۱ درصد شبیه‌سازی آن‌ها، 0:00:41.074,0:00:46.420 مدار عطارد به طرز چشم‌گیری تغییر کرده[br]به صورتی که می‌تواند در خورشید فرو رود 0:00:46.420,0:00:48.780 یا با زهره برخورد کند. 0:00:48.780,0:00:49.500 بدتر از همه، 0:00:49.500,0:00:54.983 در یکی از شبیه‌سازی‌ها، این موضوع [br]کل منظومه شمسی داخلی را بی‌ثبات می‌کرد. 0:00:54.983,0:00:58.983 این یک اشتباه نبود؛[br]تنوع حیرت‌انگیز نتایج 0:00:58.983,0:01:05.058 نشان‌دهنده این حقیقت است که منظومه شمسی ما[br]ممکن است از آنچه می‌دانیم ناپایدارتر باشد. 0:01:05.058,0:01:10.239 اخترشناسان به این خاصیت حیرت‌انگیز[br]سیستم‌های گرانشی 0:01:10.239,0:01:12.419 مسئله چندجسمی می‌گویند. 0:01:12.419,0:01:15.239 وقتی ما معادله‌هایی داریم[br]که کاملا می‌توانیم 0:01:15.239,0:01:17.949 حرکت دو جسم گرانشی را پیش‌بینی کنیم، 0:01:17.949,0:01:23.600 ابزارهای آنالیز ما هنگام مواجهه با[br]سیستم‌های پرجمعیت بیشتر کوتاه می‌آیند. 0:01:23.600,0:01:28.861 درواقع غیرممکن است که[br]همه شرط‌های فرمول اصلی را 0:01:28.861,0:01:34.771 که می‌توانند حرکت سه جسم یا بیشتر[br]اجسام گرانشی را توضیح دهند را بنویسیم. 0:01:34.771,0:01:41.876 چرا؟ مسئله این است که چند متغیر مجهول[br]در سیستم چندجسمی وجود دارد. 0:01:41.876,0:01:45.186 به لطف ایزاک نیوتون، می‌توانیم[br]گروهی از معادلات را بنویسیم 0:01:45.186,0:01:49.186 که نیروی گرانشی بین دوجسم را توضیح دهد. 0:01:49.186,0:01:53.863 به هرحال، وقتی تلاش می‌کنیم تا پاسخی عمومی[br]برای یکی از متغیرهای مجهول پیدا کنیم 0:01:53.863,0:01:55.153 در این معادلات، 0:01:55.153,0:01:58.002 با یک محدودیت ریاضی روبرو می‌شویم: 0:01:58.002,0:02:01.833 به ازای هر مجهول، باید حداقل یک[br]معادله وجود داشته باشد 0:02:01.833,0:02:04.043 که به صورت مستقل بتواند آن را توضیح دهد. 0:02:04.043,0:02:08.934 در ابتدا، به نظر می‌رسد در [br]یک سیستم دو جسمی نسبت به 0:02:08.934,0:02:12.724 معادلات حرکت متغیرهای مجهول‌تری[br]برای موقعیت و سرعت وجود دارد. 0:02:12.724,0:02:14.680 به هرحال،یک روش وجود دارد: 0:02:14.680,0:02:18.915 فرض را بر این بگیریم که[br]موقعیت و سرعت دو جسم را 0:02:18.915,0:02:22.625 با توجه به مرکز ثقل سیستم درنظر بگیریم. 0:02:22.625,0:02:27.353 این حقه، باعث کاهش تعداد مجهول‌ها می‌شود و[br]ما را با یک سیستم قابل حل روبرو می‌کند. 0:02:27.353,0:02:33.079 با وجود سه یا بیشتر شی در مدار،[br]اوضاع پیچیده‌تر نیز می‌شود. 0:02:33.079,0:02:37.461 حتی با حقه ریاضی یکسان [br]حساب کردن نسبی حرکات، 0:02:37.461,0:02:42.088 تعداد مجهول‌ها از معادلاتی که [br]آن‌ها را توضیح دهد بیشتر می‌شود. 0:02:42.088,0:02:46.340 در این سیستم متغیرهای بسیار زیادی 0:02:46.340,0:02:49.610 برای ایجاد یک راه‌حل عمومی وجود دارد. 0:02:49.610,0:02:53.520 اما اجزای موجود در جهان ما بر اساس 0:02:53.520,0:02:58.631 معادلات تحلیلی غیرقابل حل ما[br]چگونه حرکت می‌کنند؟ 0:02:58.631,0:03:01.881 یک سیستم با سه ستاره مثل آلفا سانتوری 0:03:01.881,0:03:05.359 می‌توانند باهم برخورد کنند[br]یا به احتمال زیاد 0:03:05.359,0:03:10.471 برخی از آن‌ها ممکن است پس از مدت طولانی[br]ثبات ظاهری از مدار خارج شوند. 0:03:10.471,0:03:14.471 به غیر از چند موقعیت بسیار پایدار ورودی 0:03:14.471,0:03:20.571 تقریبا تمام وضعیت‌های ممکن برای[br]دوره طولانی مدت غیرقابل پیش‌بینی‌اند. 0:03:20.571,0:03:24.768 هر وضعیت دارای یک طیف گسترده[br]از نتایج احتمالی است، 0:03:24.768,0:03:29.576 که به کوچکترین تغییر[br]در سرعت و موقعیت بستگی دارد. 0:03:29.576,0:03:33.742 این رفتار به رفتار آشوبی[br]در فیزیک معروف است، 0:03:33.742,0:03:37.472 و یکی از ویژگی‌های مهم سیستم چند جسمی است. 0:03:37.472,0:03:42.201 این سیستم هنوز قابل اندازه‌گیری است و[br]هیچ‌چیز در آن اتفاقی نیست. 0:03:42.201,0:03:45.791 اگر چند سیستم دقیقا با[br]یک وضعیت کاملا یکسان شروع شوند، 0:03:45.791,0:03:48.241 همه آن‌ها به یک نتیجه خواهند رسید. 0:03:48.241,0:03:53.980 اما ایجاد یک تغییر کوچک درشروع،[br]همه چیز را تغییر می‌دهد. 0:03:53.980,0:03:57.240 این موضوع به وضوح به ،[br]ماموریت‌های فضایی انسان مربوط است، 0:03:57.240,0:04:02.489 وقتی مدارهای پیچیده نیازمند [br]اندازه‌گیری با دقت بالا هستند. 0:04:02.489,0:04:06.489 خوشبختانه، پیشرفت‌های ادامه‌دار[br]در شبیه‌سازی کامپیوتری 0:04:06.489,0:04:09.379 تعدادی راه جهت[br]جلوگیری از فاجعه ارائه می‌دهد. 0:04:09.379,0:04:13.695 با تقریب راه‌حل‌ها [br]با پردازنده‌های قدرتمند، 0:04:13.695,0:04:19.565 با اطمینان بیشتری می‌توانیم حرکت سیستم‌های[br]چند جسمی را در طولانی‌مدت پیش‌بینی کنیم. 0:04:19.565,0:04:22.755 و اگر یک جسم در از سه جسم بسیار سبک بود 0:04:22.755,0:04:25.885 و فرض کنیم آن جسم[br]نیرویی بر دوجسم دیگر وارد نمی‌کند، 0:04:25.885,0:04:30.727 رفتار سیستم، بسیار شبیه به یک سیستم[br]دو جسمی رفتار می‌کند. 0:04:30.727,0:04:34.727 این رویکرد به عنوان[br]«مسئله سه جسم محدود شده» نام دارد. 0:04:34.727,0:04:38.097 این موضوع در توصیف برای مثال 0:04:38.097,0:04:41.607 یک سیارک در میدان گرانشی زمین-خورشید، 0:04:41.607,0:04:46.700 یا یک سیاره کوچک در میدان[br]یک سیاه چاله یا ستاره بسیار مفید است. 0:04:46.700,0:04:49.480 درمورد منظومه شمسی ما،[br]خوشحال خواهی شد اگر بدانی 0:04:49.480,0:04:52.650 که می‌توانیم به ثبات این منظومه 0:04:52.650,0:04:56.330 برای حداقل صد میلیون سال آینده[br]اطمینان معقولی داشته باشیم. 0:04:56.330,0:04:58.020 اگر یک ستاره دیگر، 0:04:58.020,0:05:02.000 در سراسر کهکشان به سمت ما حرکت کند، 0:05:02.000,0:05:03.850 همه‌چیز تغییر می‌کند.