Romanian subtitles

← Problema lui Newton cu trei corpuri explicată - Fabio Pacucci

Get Embed Code
23 Languages

Showing Revision 16 created 11/13/2020 by Claudia Pravat.

  1. În 2009, doi oameni de știință
    au derulat un simplu experiment.
  2. Au folosit tot ce știm
    despre sistemul nostru solar
  3. și au calculat unde va fi fiecare planetă
    5 miliarde de ani în viitor.
  4. Pentru a face asta, au derulat
    peste 2.000 de simulări numerice
  5. care au avut aceleași coordonate inițiale,
    cu excepția unei diferențe:
  6. distanța dintre Mercur și Soare,
    modificată cu mai puțin de un milimetru
  7. de la o simulare la alta.
  8. În mod șocant, în aproape
    un procent din simulări,
  9. orbita lui Mercur s-a schimbat atât
    de dramatic încât putea plonja în Soare
  10. sau se putea ciocni cu Venus.
  11. Și mai rău,
  12. într-o simulare a destabilizat
    întregul sistem solar interior.
  13. Asta nu era o greșeală;
    varietatea surprinzătoare în rezultate
  14. dezvăluie adevărul
    că sistemul nostru solar
  15. ar putea fi mai puțin stabil decât pare.
  16. Astrofizicienii se referă la această
    proprietate uimitoare

  17. a sistemelor gravitaționale
  18. ca problema cu n corpuri.
  19. Chiar dacă avem ecuații
    care pot prezice complet
  20. mișcările a două mase gravitaționale,
  21. instrumentele noastre analitice
    nu pot face față sistemelor mai populate.
  22. E de fapt imposibil să scrii
    toți termenii unei formule generale
  23. care poate descrie exact mișcarea a trei
    corpuri gravitaționale sau mai multe.
  24. De ce? Problema stă în câte necunoscute
    variabile are un sistem de n corpuri.

  25. Mulțumită lui Isaac Newton,
    putem scrie un set de ecuații
  26. care descriu forța gravitațională
    între două corpuri.
  27. Cu toate acestea, când încercăm să găsim
    o soluție generală pentru necunoscutele
  28. din aceste ecuații,
  29. suntem puși față în față
    cu o constrângere matematică:
  30. pentru fiecare necunoscută
    trebuie să existe cel puțin o ecuație
  31. care o descrie independent.
  32. Inițial, un sistem de două corpuri pare
    să aibă mai multe variabile necunoscute

  33. pentru poziție și viteză
    decât ecuații pentru mișcare.
  34. Cu toate acestea, există un truc:
  35. consideră poziția relativă
    și viteza a două corpuri,
  36. luând în calcul centrul
    de gravitație al sistemului.
  37. Asta reduce numărul de necunoscute
    și ne lasă cu un sistem rezolvabil.
  38. Cu trei sau mai multe obiecte
    ce orbitează, totul devine mai complicat.

  39. Chiar dacă uilizăm același truc matematic
    de considerare a mișcărilor relative,
  40. avem de a face cu mai multe necunoscute
    decât ecuațiile care le descriu.
  41. Sunt pur și simplu prea multe variabile
    ca acest sistem de ecuații
  42. să fie rezolvat de o soluție generală.
  43. Dar cum arată de fapt
    pentru obiectele din universul nostru

  44. o deplasare conform unor ecuații
    analitice de nerezolvat?
  45. Un sistem de trei stele,
    cum e Alpha Centauri,
  46. s-ar putea ciocni una de alta,
    sau mai probabil,
  47. unele ar putea fi aruncate înafara orbitei
    după un lung timp de stabilitate aparentă.
  48. În afară de câteva extrem de improbabile
    configurații stabile,
  49. aproape orice caz posibil e imprevizibil
    pe durate lungi de timp.
  50. Fiecare are o marjă astronomic de mare
    de potențiale rezultate,
  51. dependente de cele mai mici diferențe
    în poziție și viteză.
  52. Acest comportament e cunoscut
    drept haotic de către fizicieni
  53. și este o caracteristică importantă
    a sistemelor cu n corpuri.
  54. Acest sistem e în continuare determinist —
  55. adică nu e nimic întâmplător la el.
  56. Dacă mai multe sisteme
    încep de la aceleași condiții,
  57. mereu vor ajunge la același rezultat.
  58. Dar dă-i unuia un mic impuls
    la început și totul se schimbă.
  59. Asta e relevant pentru misiunile spațiale
    cu echipaj uman,
  60. când orbitele complicate trebuie
    calculate cu o precizie foarte mare.
  61. Din fericire, progresul continuu
    în simulările computerizate

  62. oferă mai multe metode
    pentru evitarea catastrofelor.
  63. Prin aproximarea soluțiilor
    cu procesoare din ce în ce mai puternice,
  64. putem prezice cu mai multă încredere
    mișcarea sistemelor cu n corpuri
  65. pentru un timp îndelungat.
  66. Iar dacă un corp dintr-un grup de trei
    este atât de ușor
  67. încât nu exercită o forță semnificativă
    asupra celorlalte două,
  68. sistemul se comportă, cu o aproximație
    foarte bună, ca un sistem de două corpuri.
  69. Această abordare e cunoscută drept
    „problema restricționată cu trei corpuri”.
  70. Se dovedește extrem de folositoare
    în descrierea, de exemplu,
  71. unui asteroid în câmpul gravitațional
    al Pământului și al Soarelui,
  72. sau a unei planete mici în câmpurile
    unei găuri negre și ale unei stele.
  73. Cât pentru sistemul nostru solar,
    ai fi fericit să auzi

  74. că putem avea o încredere rezonabilă
    în stabilitatea lui
  75. pentru cel puțin câteva sute de milioane
    de ani de acum încolo.
  76. Dar dacă o stea
  77. ar veni dinspre celălalt capăt
    al galaxiei către noi,
  78. nu se știe ce se poate întâmpla.