Já se passaram quase 350 anos desde que Sir Isaac Newton delineou as leis do movimento, afirmando “Para toda ação, há uma reação igual e oposta”. Essas leis lançaram os alicerces para entender nosso sistema solar e, mais amplamente, para entender a relação entre um corpo de massa e as forças que atuam sobre ele. No entanto, o trabalho inovador de Newton também criou um problema que tem perturbado os cientistas há séculos: o problema dos três corpos.
Depois de usar as leis do movimento para descrever como o planeta Terra orbita o sol, Newton supôs que essas leis nos ajudariam a calcular o que aconteceria se um terceiro corpo celeste, como a lua, fosse adicionado à mistura. No entanto, na realidade, as equações de três corpos se tornaram muito mais difíceis de resolver.
Quando dois (ou três corpos de diferentes tamanhos e distâncias) orbitam um ponto central, é fácil calcular seus movimentos usando as leis do movimento de Newton. No entanto, se todos os três objetos tiverem tamanho e distância comparáveis ??ao ponto central, uma luta pelo poder se desenvolverá e todo o sistema será jogado no caos. Quando o caos acontece, torna-se impossível rastrear os movimentos dos corpos usando matemática regular. Digite o problema de três corpos.
Agora, uma equipe internacional, liderada pelo astrofísico Dr. Nicholas Stone, do Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém, deu um grande passo à frente na solução desse enigma. Suas descobertas foram publicadas na última edição da revista Nature.
Stone e o professor Nathan Leigh, da Universidade de Concepción do Chile, se basearam em descobertas dos últimos dois séculos, a saber, que sistemas instáveis ??de três corpos acabarão expulsando um dos três e formarão uma relação binária estável entre os dois corpos restantes. Essa relação foi o foco do estudo deles.
Em vez de aceitar o comportamento caótico dos sistemas como um obstáculo, os pesquisadores usaram a matemática tradicional para prever os movimentos dos planetas. “Quando comparamos nossas previsões aos modelos gerados por computador de seus movimentos reais, encontramos um alto grau de precisão”, compartilhou Stone.
Embora os pesquisadores enfatizem que suas descobertas não representam uma solução exata para o problema dos três corpos, as soluções estatísticas ainda são extremamente úteis, pois permitem que os físicos visualizem processos complicados.
“Pegue três buracos negros que estão orbitando um ao outro. Suas órbitas necessariamente se tornam instáveis ??e, mesmo depois que um deles é expulso, ainda estamos muito interessados ??no relacionamento entre os buracos negros sobreviventes”, explicou Stone. Essa capacidade de prever novas órbitas é fundamental para nossa compreensão de como eles – e quaisquer sobreviventes de problemas de três corpos – se comportarão em uma situação recém-estável.
Publicado em 19/12/2019
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Estudo na Nature:
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