Problema lui Newton cu trei corpuri explicată - Fabio Pacucci
-
0:08 - 0:12În 2009, doi oameni de știință
au derulat un simplu experiment. -
0:12 - 0:15Au folosit tot ce știm
despre sistemul nostru solar -
0:15 - 0:21și au calculat unde va fi fiecare planetă
5 miliarde de ani în viitor. -
0:21 - 0:25Pentru a face asta, au derulat
peste 2.000 de simulări numerice -
0:25 - 0:30care au avut aceleași coordonate inițiale,
cu excepția unei diferențe: -
0:30 - 0:35distanța dintre Mercur și Soare,
modificată cu mai puțin de un milimetru -
0:35 - 0:38de la o simulare la alta.
-
0:38 - 0:41În mod șocant, în aproape
un procent din simulări, -
0:41 - 0:46orbita lui Mercur s-a schimbat atât
de dramatic încât putea plonja în Soare -
0:46 - 0:49sau se putea ciocni cu Venus.
-
0:49 - 0:50Și mai rău,
-
0:50 - 0:55într-o simulare a destabilizat
întregul sistem solar interior. -
0:55 - 0:59Asta nu era o greșeală;
varietatea surprinzătoare în rezultate -
0:59 - 1:02dezvăluie adevărul
că sistemul nostru solar -
1:02 - 1:05ar putea fi mai puțin stabil decât pare.
-
1:05 - 1:08Astrofizicienii se referă la această
proprietate uimitoare -
1:08 - 1:10a sistemelor gravitaționale
-
1:10 - 1:12ca problema cu n corpuri.
-
1:12 - 1:15Chiar dacă avem ecuații
care pot prezice complet -
1:15 - 1:18mișcările a două mase gravitaționale,
-
1:18 - 1:24instrumentele noastre analitice
nu pot face față sistemelor mai populate. -
1:24 - 1:29E de fapt imposibil să scrii
toți termenii unei formule generale -
1:29 - 1:35care poate descrie exact mișcarea a trei
corpuri gravitaționale sau mai multe. -
1:35 - 1:42De ce? Problema stă în câte necunoscute
variabile are un sistem de n corpuri. -
1:42 - 1:45Mulțumită lui Isaac Newton,
putem scrie un set de ecuații -
1:45 - 1:49care descriu forța gravitațională
între două corpuri. -
1:49 - 1:54Cu toate acestea, când încercăm să găsim
o soluție generală pentru necunoscutele -
1:54 - 1:55din aceste ecuații,
-
1:55 - 1:58suntem puși față în față
cu o constrângere matematică: -
1:58 - 2:02pentru fiecare necunoscută
trebuie să existe cel puțin o ecuație -
2:02 - 2:04care o descrie independent.
-
2:04 - 2:09Inițial, un sistem de două corpuri pare
să aibă mai multe variabile necunoscute -
2:09 - 2:13pentru poziție și viteză
decât ecuații pentru mișcare. -
2:13 - 2:15Cu toate acestea, există un truc:
-
2:15 - 2:19consideră poziția relativă
și viteza a două corpuri, -
2:19 - 2:23luând în calcul centrul
de gravitație al sistemului. -
2:23 - 2:27Asta reduce numărul de necunoscute
și ne lasă cu un sistem rezolvabil. -
2:27 - 2:33Cu trei sau mai multe obiecte
ce orbitează, totul devine mai complicat. -
2:33 - 2:37Chiar dacă uilizăm același truc matematic
de considerare a mișcărilor relative, -
2:37 - 2:42avem de a face cu mai multe necunoscute
decât ecuațiile care le descriu. -
2:42 - 2:46Sunt pur și simplu prea multe variabile
ca acest sistem de ecuații -
2:46 - 2:50să fie rezolvat de o soluție generală.
-
2:50 - 2:54Dar cum arată de fapt
pentru obiectele din universul nostru -
2:54 - 2:59o deplasare conform unor ecuații
analitice de nerezolvat? -
2:59 - 3:02Un sistem de trei stele,
cum e Alpha Centauri, -
3:02 - 3:05s-ar putea ciocni una de alta,
sau mai probabil, -
3:05 - 3:10unele ar putea fi aruncate înafara orbitei
după un lung timp de stabilitate aparentă. -
3:10 - 3:14În afară de câteva extrem de improbabile
configurații stabile, -
3:14 - 3:21aproape orice caz posibil e imprevizibil
pe durate lungi de timp. -
3:21 - 3:25Fiecare are o marjă astronomic de mare
de potențiale rezultate, -
3:25 - 3:30dependente de cele mai mici diferențe
în poziție și viteză. -
3:30 - 3:34Acest comportament e cunoscut
drept haotic de către fizicieni -
3:34 - 3:37și este o caracteristică importantă
a sistemelor cu n corpuri. -
3:37 - 3:40Acest sistem e în continuare determinist —
-
3:40 - 3:42adică nu e nimic întâmplător la el.
-
3:42 - 3:46Dacă mai multe sisteme
încep de la aceleași condiții, -
3:46 - 3:48mereu vor ajunge la același rezultat.
-
3:48 - 3:54Dar dă-i unuia un mic impuls
la început și totul se schimbă. -
3:54 - 3:57Asta e relevant pentru misiunile spațiale
cu echipaj uman, -
3:57 - 4:02când orbitele complicate trebuie
calculate cu o precizie foarte mare. -
4:02 - 4:06Din fericire, progresul continuu
în simulările computerizate -
4:06 - 4:09oferă mai multe metode
pentru evitarea catastrofelor. -
4:09 - 4:14Prin aproximarea soluțiilor
cu procesoare din ce în ce mai puternice, -
4:14 - 4:18putem prezice cu mai multă încredere
mișcarea sistemelor cu n corpuri -
4:18 - 4:20pentru un timp îndelungat.
-
4:20 - 4:23Iar dacă un corp dintr-un grup de trei
este atât de ușor -
4:23 - 4:26încât nu exercită o forță semnificativă
asupra celorlalte două, -
4:26 - 4:31sistemul se comportă, cu o aproximație
foarte bună, ca un sistem de două corpuri. -
4:31 - 4:35Această abordare e cunoscută drept
„problema restricționată cu trei corpuri”. -
4:35 - 4:38Se dovedește extrem de folositoare
în descrierea, de exemplu, -
4:38 - 4:42unui asteroid în câmpul gravitațional
al Pământului și al Soarelui, -
4:42 - 4:47sau a unei planete mici în câmpurile
unei găuri negre și ale unei stele. -
4:47 - 4:49Cât pentru sistemul nostru solar,
ai fi fericit să auzi -
4:49 - 4:53că putem avea o încredere rezonabilă
în stabilitatea lui -
4:53 - 4:56pentru cel puțin câteva sute de milioane
de ani de acum încolo. -
4:56 - 4:58Dar dacă o stea
-
4:58 - 5:02ar veni dinspre celălalt capăt
al galaxiei către noi, -
5:02 - 5:04nu se știe ce se poate întâmpla.
- Title:
- Problema lui Newton cu trei corpuri explicată - Fabio Pacucci
- Speaker:
- Fabio Pacucci
- Description:
-
Privește întreaga lecție: https://ed.ted.com/lessons/newton-s-three-body-problem-explained-fabio-pacucci
În 2009, cercetătorii au derulat un simplu experiment. Au folosit tot ce știm despre sistemul nostru solar și au calculat unde va fi fiecare planetă 5 miliarde de ani în viitor. Au derulat peste 2.000 de simulări, iar varietatea surprinzătoare în rezultate a dezvăluit că sistemul nostru solar ar putea fi cu mult mai puțin stabil decât pare. Fabio Pacucci explorează problema cu un număr n de corpuri și mișcarea corpurilor gravitaționale.
Lecție de Fabio Pacucci, regizată de Hype CG.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:09
Claudia Pravat approved Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Claudia Pravat edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Mirel-Gabriel Alexa accepted Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Mirel-Gabriel Alexa edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Mirel-Gabriel Alexa edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Mirel-Gabriel Alexa edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Ruxi Rusu edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained | ||
Ruxi Rusu edited Romanian subtitles for Newton's three-body problem explained |