Fysiker har kämpat i århundraden med en obekväm sanning om naturen: när de möter tre stjärnor på väg, kunde astronomer mäta sin plats och hastighet i nanometer och millisekunder, och det skulle inte vara tillräckligt för att förutsäga stjärnans öde.
Men rymden förenar ofta en trio av stjärnor och svarta hål. Om astrofysiker hoppas kunna förstå de regioner där himlakroppar smälter samman till kluster, måste de möta "trekroppsproblemet". Även om resultatet av en enda trekroppshändelse är okänt, upptäcker forskare hur man kan förutsäga omfånget av utfall av stora grupper av trekroppsinteraktioner.
Under de senaste åren har olika grupper kommit på hur man gör statistiska förutsägelser av hypotetiska trekroppskollisioner. Nu förenklar ett nytt perspektiv utvecklat av fysikern Barak Kohl det förmodade "trekroppsproblemet" genom att se på det ur ett nytt, abstrakt perspektiv. Resultatet ger några av de mest exakta förutsägelserna.
Också intressant:
- Fysiker har skapat en laser för att kontrollera antimateria
- Kan mörk materia bestå av ursprungliga svarta hål? Vad tycker astrofysiker?
När gravitationen drar ihop två objekt är de potentiella resultaten enkla. Objekt kan närma sig varandra eller de kan gå in i en elliptisk bana runt ett gemensamt masscentrum. Isaac Newton kunde skriva ner korta ekvationer som fångar dessa rörelser redan på 1600-talet.
Men om en stjärna närmar sig ett par stjärnor som redan kretsar runt varandra, alla spel är avstängda. Den "extra tredje" kan närma sig på ett förutsägbart sätt. Eller så kan det hamna i ett bråk och börja en period av rasande slingor och vändningar som kan pågå i ögonblick eller år. När allt kommer omkring avtar furoren alltid när en av de tre stjärnorna separeras från de andra två.
Sedan följer ett av två scenarier: om den tredje stjärnan har tillräckligt med energi kommer den gradvis att flytta sig bort, vilket lämnar paret att leva i harmoni. Eller, om det inte händer, kommer det tredje objektet att flyga iväg bara för att hitta ett annat par stjärnor och starta cykeln igen.
Nu i ett nytt sammanhang fysik kunde använda kaoset i sina intressen. För ett kaotiskt system finns det inte ett möjligt resultat, utan många. Det betyder att om du låter ett system med tre kroppar utvecklas över tiden, kommer det att utforska alla möjliga kaotiska vägar och så småningom nå varje mysigt hörn av någon kaotisk region i dess fasutrymme. När det gäller trekroppsproblemet kan forskare statistiskt beräkna var varje kropp kan hamna genom att exakt beräkna volymen inom dess fasutrymme, vilket är kaotisk rörelse.
Läs också: