viernes, marzo 1, 2024

Tenemos nuevas soluciones para el problema de los tres cuerpos. Más de 12.000, en concreto

En 2013 la revista Science llamaba la atención sobre un sorprendente hecho: un equipo de físicos habían descubierto una gran cantidad de nuevas soluciones al problema de los tres cuerpos: 13 nuevas soluciones, cuatro veces más que las descubiertas a lo largo de los 300 años anteriores. 10 años después, la última “remesa” de soluciones supera las 12.000.

Crecimiento exponencial. Un equipo internacional de investigadores ha anunciado el hallazgo de un total de 12,392 nuevas soluciones al problema de los tres cuerpos, uno de los problemas más famosos en la mecánica orbital.

Si se confirma esta enorme cantidad de nuevas soluciones esto corresponderá a un incremento exponencial en el número de soluciones halladas al problema a lo largo de los años. Antes de 2013 el número de soluciones a este problema de 300 años de antigüedad podía contarse con los dedos de una mano.

En 2017 ya contábamos con más de un millar de soluciones cuando un estudio realizado por un equipo chino casi dobló la cifra con 1.223 nuevas soluciones. Los investigadores añadieron poco después otras 231 nuevas soluciones a esta lista.

Pendiente de confirmación. El nuevo trabajo es heredero de estos en tanto en cuanto ha recurrido a una versión optimizada de la empleada en este último avance. Los detalles del trabajo aún están pendientes de revisión por pares para su publicación en una revista, pero el borrador puede ser consultado en el repositorio ArXiv.

Las soluciones propuestas tienen una estructura común. Parten de un estado estacionario (sin movimiento). Entonces la atracción gravitatoria los pone en marcha antes de alejarlos entre sí hasta un punto nuevamente estacionario. A partir de ahí el movimiento se repite en sentido inverso. Esto hace que esas órbitas sean estables pero sus trazos no sean semejantes a los que tendemos a imaginar.

El problema de los tres cuerpos. Pero, ¿cuál es exactamente el problema de los tres cuerpos? El problema de los tres cuerpos puede definirse como la dificultad que entraña predecir los movimientos de tres cuerpos que interactúan gravitacionalmente entre sí.

En el contexto de este estudio, el problema trata de buscar condiciones iniciales a partir de las cuales estos tres hipotéticos cuerpos pueden pasar a describir órbitas estables, que no acaben colisionando o expulsando a uno de los miembros.

Parece sencillo, pero solo lo es en definición. La forma en la que dos cuerpos interactúan a través de la gravedad es relativamente sencilla, fue descrita por Isaac Newton y nos ha servido para comprender una buena parte de los movimientos orbitales.

El futuro de un problema. La capacidad de los ordenadores empleados es clave. Según explicaba a la revista New Scientist Ivan Hristov, uno de los responsables del estudio, un hardwaremás potente habría permitido alcanzar una cifra muy superior a las 12.000 nuevas soluciones: unas cinco veces mayor. Si esto es cierto es probable que no tardemos en ver aparecer nuevas soluciones al problema, y de millares en millares.

Sin embargo hay otros aspectos del problema que pueden resultar del interés de los astrónomos en mayor grado que el número bruto de soluciones. Por ejemplo saber cómo pequeñas alteraciones (como las causadas por leves empujes gravitatorios externos) pueden afectar a estos equilibrios.

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Imagen | Hassaan Here

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