WEBVTT

00:00:07.745 --> 00:00:11.880
در سال ۲۰۰۹، دو محقق 
آزمایشی ساده را اجرا کردند.

00:00:11.880 --> 00:00:15.055
تمام اطلاعاتی را که درباره منظومه 
شمسی می‌دانیم جمع‌آوری کرده

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.

00:00:21.107 --> 00:00:25.107
برای این کارآن‌ها بیش از
۲,۰۰۰ شبیه‌سازی اجرا کردند

00:00:25.107 --> 00:00:29.829
با ورودی‌های کاملا یکسان به جز یک تفاوت:

00:00:29.829 --> 00:00:35.136
در هر شبیه سازی آن‌ها 
فاصله عطارد و خورشید را

00:00:35.136 --> 00:00:37.796
به اندازه کمتر از
یک میلی‌متر تغییر می‌دادند.

00:00:37.796 --> 00:00:41.074
به شکل حیرت‌انگیزی،
در حدود ۱ درصد شبیه‌سازی آن‌ها،

00:00:41.074 --> 00:00:46.420
مدار عطارد به طرز چشم‌گیری تغییر کرده
به صورتی که می‌تواند در خورشید فرو رود

00:00:46.420 --> 00:00:48.780
یا با زهره برخورد کند.

00:00:48.780 --> 00:00:49.500
بدتر از همه،

00:00:49.500 --> 00:00:54.983
در یکی از شبیه‌سازی‌ها، این موضوع 
کل منظومه شمسی داخلی را بی‌ثبات می‌کرد.

00:00:54.983 --> 00:00:58.983
این یک اشتباه نبود؛
تنوع حیرت‌انگیز نتایج

00:00:58.983 --> 00:01:05.058
نشان‌دهنده این حقیقت است که منظومه شمسی ما
ممکن است از آنچه می‌دانیم ناپایدارتر باشد.

NOTE Paragraph

00:01:05.058 --> 00:01:10.239
اخترشناسان به این خاصیت حیرت‌انگیز
سیستم‌های گرانشی

00:01:10.239 --> 00:01:12.419
مسئله چندجسمی می‌گویند.

00:01:12.419 --> 00:01:15.239
وقتی ما معادله‌هایی داریم
که کاملا می‌توانیم

00:01:15.239 --> 00:01:17.949
حرکت دو جسم گرانشی را پیش‌بینی کنیم،

00:01:17.949 --> 00:01:23.600
ابزارهای آنالیز ما هنگام مواجهه با
سیستم‌های پرجمعیت بیشتر کوتاه می‌آیند.

00:01:23.600 --> 00:01:28.861
درواقع غیرممکن است که
همه شرط‌های فرمول اصلی را

00:01:28.861 --> 00:01:34.771
که می‌توانند حرکت سه جسم یا بیشتر
اجسام گرانشی را توضیح دهند را بنویسیم.

NOTE Paragraph

00:01:34.771 --> 00:01:41.876
چرا؟ مسئله این است که چند متغیر مجهول
در سیستم چندجسمی وجود دارد.

00:01:41.876 --> 00:01:45.186
به لطف ایزاک نیوتون، می‌توانیم
گروهی از معادلات را بنویسیم

00:01:45.186 --> 00:01:49.186
که نیروی گرانشی بین دوجسم را توضیح دهد.

00:01:49.186 --> 00:01:53.863
به هرحال، وقتی تلاش می‌کنیم تا پاسخی عمومی
برای یکی از متغیرهای مجهول پیدا کنیم

00:01:53.863 --> 00:01:55.153
در این معادلات،

00:01:55.153 --> 00:01:58.002
با یک محدودیت ریاضی روبرو می‌شویم:

00:01:58.002 --> 00:02:01.833
به ازای هر مجهول، باید حداقل یک
معادله وجود داشته باشد

00:02:01.833 --> 00:02:04.043
که به صورت مستقل بتواند آن را توضیح دهد.

NOTE Paragraph

00:02:04.043 --> 00:02:08.934
در ابتدا، به نظر می‌رسد در 
یک سیستم دو جسمی نسبت به

00:02:08.934 --> 00:02:12.724
معادلات حرکت متغیرهای مجهول‌تری
برای موقعیت و سرعت وجود دارد.

00:02:12.724 --> 00:02:14.680
به هرحال،یک روش وجود دارد:

00:02:14.680 --> 00:02:18.915
فرض را بر این بگیریم که
موقعیت و سرعت دو جسم را

00:02:18.915 --> 00:02:22.625
با توجه به مرکز ثقل سیستم درنظر بگیریم.

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.

NOTE Paragraph

00:02:27.353 --> 00:02:33.079
با وجود سه یا بیشتر شی در مدار،
اوضاع پیچیده‌تر نیز می‌شود.

00:02:33.079 --> 00:02:37.461
حتی با حقه ریاضی یکسان 
حساب کردن نسبی حرکات،

00:02:37.461 --> 00:02:42.088
تعداد مجهول‌ها از معادلاتی که 
آن‌ها را توضیح دهد بیشتر می‌شود.

00:02:42.088 --> 00:02:46.340
در این سیستم متغیرهای بسیار زیادی

00:02:46.340 --> 00:02:49.610
برای ایجاد یک راه‌حل عمومی وجود دارد.

NOTE Paragraph

00:02:49.610 --> 00:02:53.520
اما اجزای موجود در جهان ما بر اساس

00:02:53.520 --> 00:02:58.631
معادلات تحلیلی غیرقابل حل ما
چگونه حرکت می‌کنند؟

00:02:58.631 --> 00:03:01.881
یک سیستم با سه ستاره مثل آلفا سانتوری

00:03:01.881 --> 00:03:05.359
می‌توانند باهم برخورد کنند
یا به احتمال زیاد

00:03:05.359 --> 00:03:10.471
برخی از آن‌ها ممکن است پس از مدت طولانی
ثبات ظاهری از مدار خارج شوند.

00:03:10.471 --> 00:03:14.471
به غیر از چند موقعیت بسیار پایدار ورودی

00:03:14.471 --> 00:03:20.571
تقریبا تمام وضعیت‌های ممکن برای
دوره طولانی مدت غیرقابل پیش‌بینی‌اند.

00:03:20.571 --> 00:03:24.768
هر وضعیت دارای یک طیف گسترده
از نتایج احتمالی است،

00:03:24.768 --> 00:03:29.576
که به کوچکترین تغییر
در سرعت و موقعیت بستگی دارد.

00:03:29.576 --> 00:03:33.742
این رفتار به رفتار آشوبی
در فیزیک معروف است،

00:03:33.742 --> 00:03:37.472
و یکی از ویژگی‌های مهم سیستم چند جسمی است.

00:03:37.472 --> 00:03:42.201
این سیستم هنوز قابل اندازه‌گیری است و
هیچ‌چیز در آن اتفاقی نیست.

00:03:42.201 --> 00:03:45.791
اگر چند سیستم دقیقا با
یک وضعیت کاملا یکسان شروع شوند،

00:03:45.791 --> 00:03:48.241
همه آن‌ها به یک نتیجه خواهند رسید.

00:03:48.241 --> 00:03:53.980
اما ایجاد یک تغییر کوچک درشروع،
همه چیز را تغییر می‌دهد.

00:03:53.980 --> 00:03:57.240
این موضوع به وضوح به ،
ماموریت‌های فضایی انسان مربوط است،

00:03:57.240 --> 00:04:02.489
وقتی مدارهای پیچیده نیازمند 
اندازه‌گیری با دقت بالا هستند.

NOTE Paragraph

00:04:02.489 --> 00:04:06.489
خوشبختانه، پیشرفت‌های ادامه‌دار
در شبیه‌سازی کامپیوتری

00:04:06.489 --> 00:04:09.379
تعدادی راه جهت
جلوگیری از فاجعه ارائه می‌دهد.

00:04:09.379 --> 00:04:13.695
با تقریب راه‌حل‌ها 
با پردازنده‌های قدرتمند،

00:04:13.695 --> 00:04:19.565
با اطمینان بیشتری می‌توانیم حرکت سیستم‌های
چند جسمی را در طولانی‌مدت پیش‌بینی کنیم.

00:04:19.565 --> 00:04:22.755
و اگر یک جسم در از سه جسم بسیار سبک بود

00:04:22.755 --> 00:04:25.885
و فرض کنیم آن جسم
نیرویی بر دوجسم دیگر وارد نمی‌کند،

00:04:25.885 --> 00:04:30.727
رفتار سیستم، بسیار شبیه به یک سیستم
دو جسمی رفتار می‌کند.

00:04:30.727 --> 00:04:34.727
این رویکرد به عنوان
«مسئله سه جسم محدود شده» نام دارد.

00:04:34.727 --> 00:04:38.097
این موضوع در توصیف برای مثال

00:04:38.097 --> 00:04:41.607
یک سیارک در میدان گرانشی زمین-خورشید،

00:04:41.607 --> 00:04:46.700
یا یک سیاره کوچک در میدان
یک سیاه چاله یا ستاره بسیار مفید است.

NOTE Paragraph

00:04:46.700 --> 00:04:49.480
درمورد منظومه شمسی ما،
خوشحال خواهی شد اگر بدانی

00:04:49.480 --> 00:04:52.650
که می‌توانیم به ثبات این منظومه

00:04:52.650 --> 00:04:56.330
برای حداقل صد میلیون سال آینده
اطمینان معقولی داشته باشیم.

00:04:56.330 --> 00:04:58.020
اگر یک ستاره دیگر،

00:04:58.020 --> 00:05:02.000
در سراسر کهکشان به سمت ما حرکت کند،

00:05:02.000 --> 00:05:03.850
همه‌چیز تغییر می‌کند.