وقد عرض نيوتن هذه المشكلة لأول مرة في مقالته "المبادئ" التي وصف فيها قوانين الجاذبية وحركة الكواكب. تم اكتشاف الحل الإحصائي من قبل الدكتور نيكولاس ستون من معهد راكاح للفيزياء في الجامعة العبرية بالتعاون مع الباحث ناثان لي من جامعة كونسيبسيون في تشيلي
أقدم مشكلة في الفيزياء الفلكية تحصل على حل على الورق والقلم لأول مرة: نشر باحثون من الجامعة العبرية وجامعة كونسيبسيون في تشيلي مقالا في مجلة "الطبيعة" المرموقة يصفون لأول مرة الحل الإحصائي للمشكلة الشهيرة في العالم العلمي، والمعروفة باسم "مشكلة الأجسام الثلاثة".
عندما نشر العالم الشهير السير إسحاق نيوتن قوانين الحركة الثلاثة، استطاع استخدامها لوصف المدار الإهليلجي للأرض حول الشمس. وعلى الرغم من النجاح العلمي في عصره، عندما أضاف نيوتن القمر، وهو جسم ثالث آخر، إلى المعادلات، أصبحت المشكلة معقدة وصعبة الحل. وهكذا حصلت المشكلة الشهيرة على اسمها "مشكلة الأجسام الثلاثة" وظلت مفتوحة لنحو 330 عامًا حتى اليوم.
تنبع العقبة الرئيسية التي تواجه أولئك الذين يحاولون حل "مشكلة الأجسام الثلاثة" من البرامج الفوضوية للنظام. يصعب وصف الأنظمة الفوضوية لأن التغييرات الصغيرة في حالتها الأولية تؤدي إلى تغييرات هائلة في حالتها النهائية. وفي السنوات الأخيرة، تمكن الباحثون من تجنب فوضى "مشكلة الأجسام الثلاثة" من خلال اختيار كتل النجوم بعناية، لكن الأنظمة العامة التي تحتوي على ثلاثة نجوم عادة ما تكون فوضوية ويصعب التنبؤ بها. ومن أجل التغلب على الصعوبة والتنبؤ بموقعها وسرعتها على مدى فترات زمنية طويلة، يجب على العالم إجراء قياس دقيق إلى حد ما لحالتها الأولية، وهو أمر غير ممكن كتجربة. إلى جانب التطورات التكنولوجية في القرنين العشرين والحادي والعشرين، استخدم الباحثون المحاكاة الحاسوبية لوصف كيفية تحرك ثلاثة أجسام أو أكثر في الفضاء عبر الفضاء.
علمت عمليات المحاكاة الحاسوبية العلماء أنه على مدى فترات طويلة من الزمن، ستتفكك الأنظمة ذات الأجسام الثلاثة إلى زوج من النجوم ونجم ثالث ينفصل عنهما. سمح البرنامج المثير للدكتور نيكولاس ستون والدكتور ناثان لي بقلب الوعاء رأسًا على عقب والتعامل مع الميزة الفوضوية للنظام كأداة بدلاً من كونها عائقًا. تتمتع الأنظمة الفوضوية بميزة مثيرة للاهتمام، وهي أنها تسمح للنجوم بالتواجد في جميع السرعات والمواقع في ظل قيود قوانين الطبيعة وبنية النظام. وبفضل هذه الميزة، اكتشف الباحثون صيغة يمكنهم من خلالها التنبؤ باحتمالية سرعات النجوم، وموقعها، وزاوية التشتت التي ينفصل بها زوج النجوم عن النجم الثالث، والمزيد. ولم يكن التطور الرياضي بسيطًا على الإطلاق، وللتأكد من توافق الصيغ مع قوانين الفيزياء، قام الباحثون ببناء محاكاة تحاكي ثلاثة نجوم في الفضاء وبالفعل تتوافق النتائج مع النظرية.
"مشكلة الأجسام الثلاثة" هي مشكلة شائعة جدًا في الفيزياء الفلكية. إحدى المشكلات المفتوحة في أبحاث الفضاء هي دراسة العمليات الفيزيائية لاندماج الثقوب السوداء، والظروف التي من شأنها إنشاء نظام من زوج من الثقوب السوداء في المقام الأول. ويركز التفسير الرئيسي المقدم اليوم على وجه التحديد على الخصائص الإحصائية للأجسام الثلاثة، لأنه على مدى فترات طويلة من الزمن يمكن لهذه الثلاثة أن تشكل أزواجا من النجوم أو الثقوب السوداء.
وصف الدكتور ستون بحماس قائلاً: "نأمل أن يكون الحل الذي قدمناه مفيدًا لمشاكل الفيزياء الفلكية وللباحثين الذين يرغبون في التعمق أكثر في أنظمة الأجسام الثلاثة، وديناميكيات الثقوب السوداء والأجسام الأخرى في الكون. علاوة على ذلك، يسعدنا أن نقدم لأول مرة تقدمًا كبيرًا في المشكلة الشهيرة. الحل الذي يمكن كتابته بالقلم على الصفحة، حتى لو كان حلاً احتماليًا، هو دائمًا أفضل وأكثر فائدة للفيزيائيين الذين يمكنهم من خلاله تخيل الأنظمة المعقدة. بالإضافة إلى ذلك، أعتقد أن هناك من سيجد القليل من الرضا في صيغنا لأنه لأول مرة استخدمنا الفوضى كأداة وليس كعائق أمام إيجاد حل إحصائي لـ "مشكلة الأجسام الثلاثة".
الدكتور نيكولاس ستون هو باحث شاب في معهد راكيه للفيزياء في الجامعة العبرية في القدس. يتم تمويل الدكتور ستون من صندوق أبحاث ناسا وتتناول أبحاثه العديد من المشكلات النظرية في الفيزياء الفلكية بدءًا من موجات الجاذبية وانفجارات الإشعاع الصادرة عن الثقوب السوداء والأنظمة الفريدة في الفضاء.
تعليقات 17
قرأت المقال الأصلي. الباحثون هم من إسرائيل ومن جامعة كولومبيا بالولايات المتحدة الأمريكية، وليس من كولومبيا.
إلى يتسحاق أوراي.
يبدو لي أن الإجابة على مشكلتك القديمة هي قانون العرض والطلب.
ربما نعم، لكن العلم هناك صحيح منذ ألفي عام مضت، وقد أحرزنا بعض التقدم.
هههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههههه،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،
وفي النهاية فإنهم يعيدون اكتشاف ما اكتشفته التوراة منذ آلاف السنين.
ألون
الحساب الرياضي والمحاكاة أفضل من الاقتراح الموجود في إجابتك. لقد كنت على حق - كنت على خطأ.
هاوٍ أم هاوٍ؟
مقالة مثيرة للاهتمام.
إلى قراء المقال: عليك أن تقرأ في ويكيبيديا عن مشكلة الأجسام الثلاثة قبل قراءة هذا المقال
ما نوعية التعليقات! هناك مقالة مثيرة للاهتمام هنا، مع حل مبتكر لمشكلة مهمة ظلت مفتوحة منذ حوالي 300 عام، والناس مثيرون للاشمئزاز. لا يصدق. بغض النظر، لست متأكدًا من أنني على حق، ولكن هذا منطقي بالنسبة لي - الحل الرياضي أفضل من إجراء محاكاة فيزيائية من حيث سرعة الحساب (يتطلب الأمر عمليات متجهة أقل). إذا كان هذا صحيحًا، فسيكون من الممكن إرسال مركبة فضائية إلى القمر (تكوين 8) باستخدام أجهزة كمبيوتر أرخص أو بدلاً من ذلك إجراء المزيد من عمليات المحاكاة في وقت معين - مما يقلل من فرصة الخطأ.
كلمة عشوائية في العبرية يمكن أن تفسر نفسها (مثل العديد من الكلمات الأخرى)
فإذا نظرنا إليها: "الكاراي"، الجذر كارا، والحرف في أوله منفي، فالكلمة تعني غير مقروءة.
ولكن لا يمكن التنبؤ به***، العشوائي يجب أن يكون - *مقروءًا* ما يكفي من البيانات حتى في نظام معقد جدًا لتحويل المشكلة إلى بداية الحل. بفضل نمط الثلاثي الذي ينفصل إلى زوج ثم إلى نجم وثلاثي (وهي حقيقة ساعدت المحاكاة الحاسوبية في استخلاصها)، يحتفظ النظام الفوضوي بقاعدة سلوكية، وهذا مع كتلة ذهانية من الحسابات يكفي ل التوصل إلى حل. الأمر نفسه ينطبق على آلة أرقام اليانصيب. من الواضح أن النتيجة عشوائية، ولكن لا يمكن التنبؤ بها.... بمجرد معرفة موضع الكرات (ليس من الضروري أن تكون جميعها) قبل البداية، ستتعرف على درجة القوة الدافعة ومدة دوران الكرة. الكرات، وحتى هنا يمكن معرفة النتيجة *الدقيقة* بسهولة أكبر. لكن! نظرًا لأن موثوقية اليانصيب لتوفير نفس الشروط أمر مشكوك فيه (انظر أعلاه عامل "المصلحة الإنسانية المعقولة لإساءة استخدام موقع السلطة منذ فجر البشرية حتى يومنا هذا***) فإن محاولة ذلك مضيعة للوقت يحل. والآن بعد أن قمت بحل المشاكل قبل ثلاثمائة عام، لدي مشكلة أقدم. أنا ببساطة مجهول الهوية، لكن مشكلتي تخص الجميع، ولم يحلها أحد حتى اليوم. أعتقد أن لدي الحل، ولكن هناك مشكلة واحدة فقط. عامل المصلحة الإنسانية.
هل يمكنني ربط المقال؟ وبشكل عام، قم بعمل روابط تشعبية للمقالات التي تمت مناقشتها في المقالات
أنا لم أكتب الخبر يعود الفضل إلى المتحدثة باسم الجامعة العبرية.
هل يوجد أحد هنا مسؤول حتى عما يظهر هنا - على الموقع؟ ويبدو أن المحرر يأكل رقائق الذرة وهو يترجم ثم يرفع المقالات على الموقع... صباح الخير يا والدي.
قبل أن أقرأ مقالها لم أفهم شيئا... وبعد أن قرأت المقال لم أفهم شيئا، عبقرية الردع
جامعة كونسيبسيون في تشيلي
لا يوجد /Concepcion/، في إسبانيا لا يوجد ج
إنه لأمر مدهش كم يعني ذلك لحياتي.
أعجبتني الصورة التوضيحية لنيوتن. وسيم
تجزئة الكلمات دون معنى.