În urmă cu câteva zile a apărut pe Netflix primul sezon din filmul „Problema celor trei corpuri”, care are la bază un roman SF scris de autorul chinez Liu Cixin. În film se vorbește ere stabile și ere haotice, care au la bază faptul că planeta pe care locuiește o altă civilizație, care vrea să colonizeze Terra, este într-un sistem cu trei sori. De aici problema celor trei corpuri. Dar ce este aceasta?
În mecanica clasică, problema celor trei corpuri se referă la provocarea/ dificultatea de a determina mișcarea a trei mase punctiforme, în conformitate cu legile lui Newton ale mișcării și legea gravitației universale (de asemenea, formulată de Newton), fiind cunoscute pozițiile și vitezele (sau impulsurile) inițiale ale celor trei mase.
Spre deosebire de problemele care implică doar două corpuri, care sunt rezolvabile numeric, pentru problemele cu trei și mai multe corpuri nu există soluții generalizate pentru toate seturile de condiții inițiale.
Din punct de vedere istoric, prima ilustrare a problemei celor trei corpuri care a făcut obiectul cercetării extinse a fost aceea a trei corpuri cerești foarte familiare nouă: Terra, Soarele și Luna.
Generalizând, o problemă cu trei corpuri este orice problemă din mecanica clasică sau din mecanica cuantică ce simulează mișcarea a trei corpuri cerești, tratate ca particule punctiforme, fără dimensiuni, dar având masă.
Revenind la cele trei corpuri din sistemul nostru solar, dacă luăm în calcul complexitatea acestui sistem, adică faptul că sunt numeroase alte corpuri cerești, precum alte planete, asteroizi etc., care influențează, oricât de puțin, traiectoria celorlalte corpuri cosmice, ajungem o problemă complexă, cu n variabile (n corpuri).
Traiectoriile aproximative pentru trei corpuri de masă identică, care sunt plasate în vârfurile unui triunghi oarecare, toate trei având inițial viteza zero.
Poziția centrului de masă este nemodificată, conform legilor de conservare a impulsului.
Dar esența problemei celor trei corpuri este următoarea: comportamentul a două sisteme identice depinde de condițiile inițiale, iar diferențe infime în condițiile inițiale duc, în timp, la diferențe majore în comportamentul celor două sisteme (vezi animația de mai sus, pentru o ilustrare a dinamicii a trei corpuri).
O simulare precisă a problemei celor trei corpuri:
Un videoclip care vorbește despre problema celor trei corpuri și soluțiile identificate poate fi văzut mai jos.
Rezolvând problema celor trei corpuri:
Revenind la film, specia extraterestră nu va fi în stare să prezică viitorul sistemului lor format din trei sori, riscând astfel dispariția, prin urmare va trebui să-și asigure supraviețuirea colonizând o altă planetă, Terra.
Iacă cum este explicată problema celor trei corpuri în film:
