1
00:00:07,745 --> 00:00:11,880
در سال ۲۰۰۹، دو محقق 
آزمایشی ساده را اجرا کردند.

2
00:00:11,880 --> 00:00:15,055
تمام اطلاعاتی را که درباره منظومه 
شمسی می‌دانیم جمع‌آوری کرده

3
00:00:15,055 --> 00:00:21,107
و محاسبه کردند که هرکدام از این سیارات 
در ۵ میلیارد سال آینده در کجا قرار دارند.

4
00:00:21,107 --> 00:00:25,107
برای این کارآن‌ها بیش از
۲,۰۰۰ شبیه‌سازی اجرا کردند

5
00:00:25,107 --> 00:00:29,829
با ورودی‌های کاملا یکسان به جز یک تفاوت:

6
00:00:29,829 --> 00:00:35,136
در هر شبیه سازی آن‌ها 
فاصله عطارد و خورشید را

7
00:00:35,136 --> 00:00:37,796
به اندازه کمتر از
یک میلی‌متر تغییر می‌دادند.

8
00:00:37,796 --> 00:00:41,074
به شکل حیرت‌انگیزی،
در حدود ۱ درصد شبیه‌سازی آن‌ها،

9
00:00:41,074 --> 00:00:46,420
مدار عطارد به طرز چشم‌گیری تغییر کرده
به صورتی که می‌تواند در خورشید فرو رود

10
00:00:46,420 --> 00:00:48,780
یا با زهره برخورد کند.

11
00:00:48,780 --> 00:00:49,500
بدتر از همه،

12
00:00:49,500 --> 00:00:54,983
در یکی از شبیه‌سازی‌ها، این موضوع 
کل منظومه شمسی داخلی را بی‌ثبات می‌کرد.

13
00:00:54,983 --> 00:00:58,983
این یک اشتباه نبود؛
تنوع حیرت‌انگیز نتایج

14
00:00:58,983 --> 00:01:05,058
نشان‌دهنده این حقیقت است که منظومه شمسی ما
ممکن است از آنچه می‌دانیم ناپایدارتر باشد.

15
00:01:05,058 --> 00:01:10,239
اخترشناسان به این خاصیت حیرت‌انگیز
سیستم‌های گرانشی

16
00:01:10,239 --> 00:01:12,419
مسئله چندجسمی می‌گویند.

17
00:01:12,419 --> 00:01:15,239
وقتی ما معادله‌هایی داریم
که کاملا می‌توانیم

18
00:01:15,239 --> 00:01:17,949
حرکت دو جسم گرانشی را پیش‌بینی کنیم،

19
00:01:17,949 --> 00:01:23,600
ابزارهای آنالیز ما هنگام مواجهه با
سیستم‌های پرجمعیت بیشتر کوتاه می‌آیند.

20
00:01:23,600 --> 00:01:28,861
درواقع غیرممکن است که
همه شرط‌های فرمول اصلی را

21
00:01:28,861 --> 00:01:34,771
که می‌توانند حرکت سه جسم یا بیشتر
اجسام گرانشی را توضیح دهند را بنویسیم.

22
00:01:34,771 --> 00:01:41,876
چرا؟ مسئله این است که چند متغیر مجهول
در سیستم چندجسمی وجود دارد.

23
00:01:41,876 --> 00:01:45,186
به لطف ایزاک نیوتون، می‌توانیم
گروهی از معادلات را بنویسیم

24
00:01:45,186 --> 00:01:49,186
که نیروی گرانشی بین دوجسم را توضیح دهد.

25
00:01:49,186 --> 00:01:53,863
به هرحال، وقتی تلاش می‌کنیم تا پاسخی عمومی
برای یکی از متغیرهای مجهول پیدا کنیم

26
00:01:53,863 --> 00:01:55,153
در این معادلات،

27
00:01:55,153 --> 00:01:58,002
با یک محدودیت ریاضی روبرو می‌شویم:

28
00:01:58,002 --> 00:02:01,833
به ازای هر مجهول، باید حداقل یک
معادله وجود داشته باشد

29
00:02:01,833 --> 00:02:04,043
که به صورت مستقل بتواند آن را توضیح دهد.

30
00:02:04,043 --> 00:02:08,934
در ابتدا، به نظر می‌رسد در 
یک سیستم دو جسمی نسبت به

31
00:02:08,934 --> 00:02:12,724
معادلات حرکت متغیرهای مجهول‌تری
برای موقعیت و سرعت وجود دارد.

32
00:02:12,724 --> 00:02:14,680
به هرحال،یک روش وجود دارد:

33
00:02:14,680 --> 00:02:18,915
فرض را بر این بگیریم که
موقعیت و سرعت دو جسم را

34
00:02:18,915 --> 00:02:22,625
با توجه به مرکز ثقل سیستم درنظر بگیریم.

35
00:02:22,625 --> 00:02:27,353
این حقه، باعث کاهش تعداد مجهول‌ها می‌شود و
ما را با یک سیستم قابل حل روبرو می‌کند.

36
00:02:27,353 --> 00:02:33,079
با وجود سه یا بیشتر شی در مدار،
اوضاع پیچیده‌تر نیز می‌شود.

37
00:02:33,079 --> 00:02:37,461
حتی با حقه ریاضی یکسان 
حساب کردن نسبی حرکات،

38
00:02:37,461 --> 00:02:42,088
تعداد مجهول‌ها از معادلاتی که 
آن‌ها را توضیح دهد بیشتر می‌شود.

39
00:02:42,088 --> 00:02:46,340
در این سیستم متغیرهای بسیار زیادی

40
00:02:46,340 --> 00:02:49,610
برای ایجاد یک راه‌حل عمومی وجود دارد.

41
00:02:49,610 --> 00:02:53,520
اما اجزای موجود در جهان ما بر اساس

42
00:02:53,520 --> 00:02:58,631
معادلات تحلیلی غیرقابل حل ما
چگونه حرکت می‌کنند؟

43
00:02:58,631 --> 00:03:01,881
یک سیستم با سه ستاره مثل آلفا سانتوری

44
00:03:01,881 --> 00:03:05,359
می‌توانند باهم برخورد کنند
یا به احتمال زیاد

45
00:03:05,359 --> 00:03:10,471
برخی از آن‌ها ممکن است پس از مدت طولانی
ثبات ظاهری از مدار خارج شوند.

46
00:03:10,471 --> 00:03:14,471
به غیر از چند موقعیت بسیار پایدار ورودی

47
00:03:14,471 --> 00:03:20,571
تقریبا تمام وضعیت‌های ممکن برای
دوره طولانی مدت غیرقابل پیش‌بینی‌اند.

48
00:03:20,571 --> 00:03:24,768
هر وضعیت دارای یک طیف گسترده
از نتایج احتمالی است،

49
00:03:24,768 --> 00:03:29,576
که به کوچکترین تغییر
در سرعت و موقعیت بستگی دارد.

50
00:03:29,576 --> 00:03:33,742
این رفتار به رفتار آشوبی
در فیزیک معروف است،

51
00:03:33,742 --> 00:03:37,472
و یکی از ویژگی‌های مهم سیستم چند جسمی است.

52
00:03:37,472 --> 00:03:42,201
این سیستم هنوز قابل اندازه‌گیری است و
هیچ‌چیز در آن اتفاقی نیست.

53
00:03:42,201 --> 00:03:45,791
اگر چند سیستم دقیقا با
یک وضعیت کاملا یکسان شروع شوند،

54
00:03:45,791 --> 00:03:48,241
همه آن‌ها به یک نتیجه خواهند رسید.

55
00:03:48,241 --> 00:03:53,980
اما ایجاد یک تغییر کوچک درشروع،
همه چیز را تغییر می‌دهد.

56
00:03:53,980 --> 00:03:57,240
این موضوع به وضوح به ،
ماموریت‌های فضایی انسان مربوط است،

57
00:03:57,240 --> 00:04:02,489
وقتی مدارهای پیچیده نیازمند 
اندازه‌گیری با دقت بالا هستند.

58
00:04:02,489 --> 00:04:06,489
خوشبختانه، پیشرفت‌های ادامه‌دار
در شبیه‌سازی کامپیوتری

59
00:04:06,489 --> 00:04:09,379
تعدادی راه جهت
جلوگیری از فاجعه ارائه می‌دهد.

60
00:04:09,379 --> 00:04:13,695
با تقریب راه‌حل‌ها 
با پردازنده‌های قدرتمند،

61
00:04:13,695 --> 00:04:19,565
با اطمینان بیشتری می‌توانیم حرکت سیستم‌های
چند جسمی را در طولانی‌مدت پیش‌بینی کنیم.

62
00:04:19,565 --> 00:04:22,755
و اگر یک جسم در از سه جسم بسیار سبک بود

63
00:04:22,755 --> 00:04:25,885
و فرض کنیم آن جسم
نیرویی بر دوجسم دیگر وارد نمی‌کند،

64
00:04:25,885 --> 00:04:30,727
رفتار سیستم، بسیار شبیه به یک سیستم
دو جسمی رفتار می‌کند.

65
00:04:30,727 --> 00:04:34,727
این رویکرد به عنوان
«مسئله سه جسم محدود شده» نام دارد.

66
00:04:34,727 --> 00:04:38,097
این موضوع در توصیف برای مثال

67
00:04:38,097 --> 00:04:41,607
یک سیارک در میدان گرانشی زمین-خورشید،

68
00:04:41,607 --> 00:04:46,700
یا یک سیاره کوچک در میدان
یک سیاه چاله یا ستاره بسیار مفید است.

69
00:04:46,700 --> 00:04:49,480
درمورد منظومه شمسی ما،
خوشحال خواهی شد اگر بدانی

70
00:04:49,480 --> 00:04:52,650
که می‌توانیم به ثبات این منظومه

71
00:04:52,650 --> 00:04:56,330
برای حداقل صد میلیون سال آینده
اطمینان معقولی داشته باشیم.

72
00:04:56,330 --> 00:04:58,020
اگر یک ستاره دیگر،

73
00:04:58,020 --> 00:05:02,000
در سراسر کهکشان به سمت ما حرکت کند،

74
00:05:02,000 --> 00:05:03,850
همه‌چیز تغییر می‌کند.