耶路撒冷希伯来大学 学分:耶路撒冷希伯来大学 “三体问题”一词是为预测空间中三个引力体的运动而创造的，对于理解各种天体物理过程和一大类力学问题至关重要，已经占据了世界上一些最好的物理学家、天文学家和数学家超过三个世纪
他们的尝试导致了几个重要科学领域的发现；然而它的解决方法仍然是个谜
17世纪末，艾萨克·牛顿爵士成功地通过万有引力定律解释了行星围绕太阳的运动
他还试图解释月球的运动
由于地球和太阳都决定了月球的运动，牛顿开始对预测三个物体在相互引力作用下在空间运动的问题感兴趣，这个问题后来被称为“三体”
' 然而，与两体问题不同，牛顿无法获得它的一般数学解
事实证明，三体很容易定义，但很难解决
由耶路撒冷希伯来大学拉察物理研究所的巴拉克·科尔教授领导的新研究，为始于牛顿的科学之旅增加了一步，触及了科学预测的极限和混沌在其中的作用
理论研究提出了一个新的和准确的问题的减少，使重新检查的基础概念，先前的理论
它允许精确预测三个物体中的每一个逃离系统的概率
继牛顿和包括欧拉、拉格朗日和雅可比在内的该领域两个世纪的卓有成效的研究之后，到19世纪末，数学家庞加莱发现这个问题对物体的初始位置和速度表现出极端的敏感性
这种敏感性，后来被称为混沌，有着深远的影响——它表明，对于三体来说，没有封闭形式的确定性解决方案
在20世纪，计算机的发展使得借助于对物体运动的计算机模拟来重新研究这个问题成为可能
模拟显示，在一些一般假设下，三体系统经历了混沌或随机运动周期与规则运动周期的交替，直到最终系统分解成一对绕其共同质心运动的物体，第三个物体远离或逃离它们
混沌的本质意味着不仅封闭形式的解决方案是不可能的，而且计算机模拟也不能提供具体和可靠的长期预测
然而，在1976年，大量模拟的可用性导致了寻求系统的统计预测的想法，特别是预测三个物体中每一个的逃逸概率
从这个意义上说，最初的目标，寻找一个确定性的解决方案，被发现是错误的，人们认识到，正确的目标是找到一个统计解决方案
由于这个问题的三个特征，确定统计解已被证明不是一件容易的任务:系统呈现出与规则运动交替的混沌运动；它是无限的，容易瓦解
一年前，拉卡的博士
尼古拉斯·斯通和他的同事们使用了一种新的计算方法，并首次获得了统计解的封闭数学表达式
然而，这种方法，像它的所有前身统计方法一样，是基于某些假设的
受这些结果的启发，科尔开始重新审视这些假设
引力的无限无界范围暗示了通过所谓的无限相空间体积的无限可能性的出现
为了避免这种病态，以及其他原因，所有以前的尝试都假设了一个有点任意的“强相互作用区域”，并且在计算概率时只考虑了其中的构型
最近发表在科学杂志《天体力学和动力学天文学》上的这项新研究，关注的是相体积的输出通量，而不是相体积本身
由于通量是有限的，即使体积是无限的，这种基于通量的方法避免了无限概率的人工问题，而没有引入人工强相互作用区域
基于通量的理论在一定的假设下预测每个物体的逃逸概率
这些预测不同于之前的所有框架
科尔强调，“数百万计算机模拟测试表明理论和模拟之间有很强的一致性
“这些模拟是与芝加哥大学的维拉杰·曼瓦卡尔、日本冲绳研究所的亚历山德罗·特兰尼和智利康塞普西翁大学的内森·利合作进行的
这一一致证明了理解系统需要范式转换，并且新的概念基础很好地描述了系统
事实证明，即使是对于这样一个老问题的基础，创新也是可能的
这项研究的影响是广泛的，预计将影响各种天体物理学问题的解决方案和对整个力学类问题的理解
在天体物理学中，它可以应用于创造成对致密天体的机制，这些天体是引力波的来源，也可以加深对星团内部动力学的理解
在力学中，三体是各种混沌问题的原型，所以它的进展很可能反映在这门重要课程的其他问题上
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