En 1687, Isaac Newton formul\u00f3 sus leyes del movimiento y la gravedad universal, enfocando el movimiento de estrellas, lunas y planetas distantes. Con el golpe de su pluma, el trabajo pionero de Newton tambi\u00e9n desencaden\u00f3 una b\u00fasqueda de siglos de soluciones matem\u00e1ticas para controlar sistemas triples ca\u00f3ticos, como el Sol, la Luna y la Tierra, sobre los cuales los investigadores todav\u00eda se rascan la cabeza hasta el d\u00eda de hoy. Ivan Hristov de la Universidad de Sof\u00eda en Bulgaria y sus colegas son los \u00faltimos investigadores de una larga lista de astr\u00f3nomos y matem\u00e1ticos que, desde la \u00e9poca de Newton, han estado tratando de encontrar soluciones para explicar c\u00f3mo tres cuerpos celestes permanecen atrapados en una danza estable, lanz\u00e1ndose entre s\u00ed y movi\u00e9ndose bajo sus fuerzas rec\u00edprocas de gravedad sin chocar ni salir disparado hacia el espacio.<\/p>\n\n\n\n
El dilema se llama problema de los tres cuerpos y se extiende a cualquier tr\u00edo de objetos entrelazados gravitacionalmente. Una soluci\u00f3n permitir\u00eda a los astr\u00f3nomos trazar los movimientos previstos de estos objetos dadas sus posiciones y velocidades iniciales.<\/p>\n\n\n\n
Suena simple, pero arrojar un tercer objeto a un sistema de dos cuerpos hace que predecir esos movimientos sea mucho m\u00e1s dif\u00edcil. Sin duda, las supercomputadoras y las redes neuronales han ayudado.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, Hristov y sus colegas han informado de la friolera de 12.409 patrones orbitales para sistemas de tres cuerpos que funcionan dentro de los l\u00edmites de las leyes de Newton y tienen tres masas iguales. Es una cantidad vertiginosa de soluciones que a\u00fan no han sido revisadas por pares, pero que de todos modos deber\u00edan generar un debate saludable.<\/p>\n\n\n\n
Nunca se ha encontrado una soluci\u00f3n global y universal al problema de los tres cuerpos. La mayor\u00eda de los sistemas dan lugar a movimientos ca\u00f3ticos que son m\u00e1s que dif\u00edciles de predecir.<\/p>\n\n\n\n
Pero, al igual que este \u00faltimo estudio, se han descubierto una serie de soluciones para casos especiales, cuando el sistema funciona bajo ciertas condiciones. Sin embargo, algunos son m\u00e1s relevantes para la astronom\u00eda pr\u00e1ctica que otros.<\/p>\n\n\n\n
Este \u00faltimo lote de soluciones es para sistemas en los que, para empezar, los tres cuerpos est\u00e1n estacionarios, antes de “caer” en las garras de la gravedad del otro. Entonces, si bien las soluciones pueden satisfacer a los matem\u00e1ticos curiosos, probablemente tengan pocas aplicaciones en el mundo real.<\/p>\n\n\n\n
“La mayor\u00eda, si no todos, requieren condiciones iniciales tan precisas que probablemente nunca se cumplan en la naturaleza”, dijo el f\u00edsico Juhan Frank de la Universidad Estatal de Luisiana al periodista Matthew Sparkes para New Scientist.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, Hristov y sus colegas utilizaron una supercomputadora para aprovechar un trabajo anterior, publicado en 2019, que encontr\u00f3 m\u00e1s de 300 nuevas familias de \u00f3rbitas peri\u00f3dicas del problema de los tres cuerpos en ca\u00edda libre, espec\u00edficamente.<\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan Hristov y sus colegas, “ese trabajo dejaba mucho que desear”, por lo que intentaron resolver los puntos de desacuerdo matem\u00e1tico, a saber, que los objetos en sistemas de ca\u00edda libre no caen en \u00f3rbitas cerradas y circulares, sino que oscilan a trav\u00e9s de \u00f3rbitas sin l\u00edmites fijos. Sin embargo, el trabajo de Hristov y sus colegas difiere en que considera tres objetos de masa igual, no aleatoria.<\/p>\n\n\n\n
Las \u00f3rbitas de ca\u00edda libre “a\u00fan pueden resultar de relevancia astron\u00f3mica”, escriben Hristov y sus colegas. Aunque eso depende de cu\u00e1n estables sean las nuevas soluciones cuando se tiene en cuenta la influencia de cuerpos distantes o de los vientos solares. Los sistemas de tres cuerpos tienden a colapsar, dice Frank, con dos objetos uni\u00e9ndose en un sistema binario y expulsando la tercera masa.<\/p>\n\n\n\n
Por ahora, al menos Hristov simplemente se deleita con la belleza de las \u00f3rbitas predichas. “Estables o inestables son de gran inter\u00e9s te\u00f3rico”, dijo a Sparkes. “Tienen una estructura espacial y temporal muy hermosa”.<\/p>\n\n\n\n
El estudio se public\u00f3 en arXiv<\/a>\u00a0antes de la revisi\u00f3n por pares.<\/p>\n\n\n\n