三个物体在彼此引力的作用下,可能以什么样的方式稳定运动?法国和美国科学家最近证明,三个质量相等的物体能够在同一条8字形轨道上稳定地运行。这是一百多年来“三体运动问题”新发现的特解中最简单的一种。
据最新一期英国《新科学家》杂志报道,对两个相互吸引的物体,其运动状态可以很简单地用牛顿力学进行准确描述。但当物体数量增加到三个时,情况的复杂度就大大增加,成为一个不能精确求解的非线性问题,这就是令数学家和天文学家头痛不已的“三体运动问题”。
自16世纪以来,科学家就试图寻找这一问题的简单特解,即特殊情况下的简单稳定运动轨道。瑞士数学家欧拉证明,三个质量相同的物体呈直线等距离排列,两端的物体绕中间的物体作圆周运动,是一个稳定轨道。法国数学家拉格朗日则于18世纪提出了一些特解,例如三个等质量物体排列成等边三角形,绕三角形的中心作圆周运动。
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