Un enfoque fresco y abstracto para resolver el modelo estad\u00edstico del famoso “problema de los tres cuerpos”. Esta idea prometedora aborda el caos entre los cuerpos en \u00f3rbita al tratar el espacio como una regi\u00f3n de ocho dimensiones.<\/p>\n\n\n\n
Orden en el caos Inmediatamente, se produce una lucha por el poder que arroja a todo el sistema al caos. Por ejemplo, si imagina tres estrellas de tama\u00f1o similar en un curso de colisi\u00f3n, incluso si supiera sus velocidades y ubicaciones precisas, no hay forma de predecir c\u00f3mo se desarrollar\u00e1 exactamente el destino de las estrellas. La tercera estrella podr\u00eda girar furiosamente alrededor del centro de gravedad del otro par estelar, antes de escapar al espacio. O tal vez la estrella que es expulsada vuelve a caer hacia el par.<\/p>\n\n\n\n En cualquier caso, no hay forma de saberlo con certeza, y esa es la \u00fanica certeza que tenemos desde que Henry Poincar\u00e9 demostr\u00f3 matem\u00e1ticamente en el siglo XIX que no existe una ecuaci\u00f3n que pueda predecir con precisi\u00f3n las posiciones de todos los cuerpos en todos los momentos futuros. Esencialmente, Poincar\u00e9 demostr\u00f3 que una soluci\u00f3n general al problema es esencialmente imposible debido a la din\u00e1mica ca\u00f3tica. Este enigma, conocido como el \u201cproblema de los tres cuerpos\u201d, sigue siendo irresoluble hasta el d\u00eda de hoy.<\/p>\n\n\n\n Pero eso no significa que hoy los cient\u00edficos no sepan c\u00f3mo predecir, al menos hasta cierto punto y con cierto margen de error, c\u00f3mo interactuar\u00e1n tres cuerpos. En lugar de intentar resolver el problema de los tres cuerpos por la fuerza, los cient\u00edficos a lo largo de los a\u00f1os han desarrollado m\u00e9todos que se aproximan a la probabilidad de ciertos resultados.<\/p>\n\n\n\n El esfuerzo m\u00e1s reciente de este tipo es tambi\u00e9n el m\u00e1s espectacular. Barak Kol, f\u00edsico de la Universidad Hebrea de Jerusal\u00e9n, simplific\u00f3 el marco probabil\u00edstico del problema de los tres cuerpos al renunciar al espacio 3D convencional. En cambio, el f\u00edsico opt\u00f3 por un reino abstracto conocido como “espacio de fase”, donde cada punto representa una posible configuraci\u00f3n de las tres estrellas (posici\u00f3n, velocidad, masa), resultando en un patio de recreo de ocho dimensiones.<\/p>\n\n\n\n En un sistema ca\u00f3tico como el problema de los tres cuerpos, nunca hay un \u00fanico resultado posible. Pero utilizando el marco de trabajo de Kol, es posible explorar cada camino ca\u00f3tico calculando estad\u00edsticamente el volumen dentro del espacio de fase para cada movimiento ca\u00f3tico.<\/p>\n\n\n\n Anteriormente, el Dr. Nicholas Stone, tambi\u00e9n de la Universidad Hebrea de Jerusal\u00e9n, public\u00f3 un estudio de 2019 en el que describieron una soluci\u00f3n aproximada al problema de los tres cuerpos al enfocarse en el l\u00edmite del espacio ca\u00f3tico donde el sistema de tres cuerpos pasa al movimiento de un sistema predecible de dos cuerpos; en otras palabras, casi cuando el tercer cuerpo es expulsado. El marco de Kol es bastante diferente, involucrando “agujeros” en el sistema ca\u00f3tico. Mientras Stone imaginaba una regi\u00f3n ca\u00f3tica como un globo, el enfoque de Kol implica agujeros discretos como el queso suizo. Estos agujeros representan regiones donde es m\u00e1s probable que el caos se encienda y apague.<\/p>\n\n\n\n Finalmente, Kol introduce el concepto de absortividad ca\u00f3tica, que describe las probabilidades de que un par estelar estable se sumerja en el caos si se introduce una tercera estrella. El m\u00e9todo descrito en el estudio, que apareci\u00f3 en Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, se puede utilizar para responder a todo tipo de preguntas estad\u00edsticas. Por ejemplo, el marco se puede utilizar para evaluar cu\u00e1ndo un tr\u00edo expulsar\u00e1 a un miembro o cu\u00e1les son las probabilidades de que este tercer miembro sea expulsado del sistema a ciertas velocidades.<\/p>\n\n\n\n En el universo, es bastante com\u00fan encontrar sistemas de tres miembros, como tr\u00edos de estrellas y agujeros negros. Para que los cient\u00edficos lleguen a comprender por completo c\u00f3mo se formaron estos sistemas o c\u00f3mo continuar\u00e1n evolucionando en el futuro, deben abordar el temido problema de los tres cuerpos. El marco de trabajo de Kol, que todav\u00eda requiere muchas pruebas, es muy prometedor hasta ahora. En simulaciones por computadora que realizaron millones de iteraciones, este enfoque abstracto clav\u00f3 con precisi\u00f3n los resultados de los pron\u00f3sticos simulados.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Las tres leyes del movimiento de Isaac Newton pueden describir con elegancia la f\u00edsica b\u00e1sica de c\u00f3mo interact\u00faan las cosas en el universo. Estas ecuaciones se pueden utilizar para describir c\u00f3mo la Tierra orbita al Sol o c\u00f3mo la Luna orbita a la Tierra. Sin embargo, cuando Newton intent\u00f3 introducir un tercer objeto en un par de objetos en \u00f3rbita, como una relaci\u00f3n entre la Tierra, la luna y el sol, sus ecuaciones se rompieron.<\/p>\n\n\n\n