三体问题指的是天文学家无法追踪三颗恒星在太空中相互碰撞的过程。
为了更好地预测这些天体的命运，秘诀就是把太空当作一个用瑞士奶酪做成的漏水的气球。描绘地球和月球在太阳系中一起倾斜的景象。很明显，随着月球继续围绕地球旋转，完成每个月的完整轨道，会发生什么。现在的画面——就像2011年的电影《忧郁症》中那样——一个流氓行星冲向地球。有了第三个天体，所有的猜测都落空了。几个世纪以来，天文学家一直在苦苦思索这个棘手而持久的“三体问题”，但毫无结果;即使科学家从纳秒到纳秒追踪每个“物体”的运动，他们仍然不能可靠地预测这三颗恒星将如何相互影响。但是，虽然科学家们不能说在三体问题的具体情况下会发生什么，但他们已经通过为许多假设的场景创建统计预测来解决这个难题，就像上面提到的那个。现在，一位物理学家将这种概率方法更进一步，提出了一种可能具有革命性的解决方案。他的理论发表在4月1日的《天体力学与动力天文学》杂志上，利用了一个相当抽象的概念，涉及同轨道天体之间的混沌。混沌到底是什么?为了剖析这个问题，让我们来解开物理学家谈论“混沌”时的真正含义。这比我们在地球上想象的要复杂得多:比如，十几岁孩子的卧室里堆满了衣服，一直堆到天花板，或者是刚做完晚餐的餐厅厨房。因为从太阳风到遥远恒星的强大引力，宇宙空间的巨大空白实际上无时无刻都充满了无数相互作用的力量，结果就是真正的数学混乱。根据定义，这是一个真正不可预测的结果。在流行文化中，这被称为蝴蝶效应。那么，数学家和宇宙学家如何处理基于混沌的三体问题呢?他们选择研究某些结果的近似概率，而不是简单地试图解决每个单独的情况。为了帮助他们抽象地研究这个问题，宇宙学家已经进入了“相空间”，这是一个专门用来研究复杂问题的21维空间。生活科学解释道:在这个领域中，每个点代表三颗恒星的一种可能的构型:这是三个天体的三维位置、三维速度和质量。一个三体事件(比如一颗星飞向一对星)始于相空间的某个点，随着它从一种构型演化到另一种构型，它会沿着一条路径行进。一旦你加上物理限制，比如能量守恒定律，相空间就只剩下8个维度了。从那里开始，混乱的情况就像树枝一样从所有可能的结果中爬出来，这就是统计学家找到数值的地方。尽管如此，在相空间内的混沌区域归零还是很棘手的。科学家们知道，当你有三个共同轨道的天体时，它们可以从混沌运动跳到有规律的运动，只要把其中一个踢出去，至少在短时间内踢出去。耶路撒冷希伯来大学的物理学家巴拉克·科尔可能已经改变了这个八维相空间的游戏规则。Kol在混沌系统中提出了一个理论空洞，而不是关注混沌区域和规则运动区域之间的边界。所以，与将相空间看作是有规律分布的时间混沌开关和关闭不同，科尔说这些问题实际上形成了像瑞士奶酪一样的洞。这些洞代表着混乱最有可能开启和关闭的地方。随着时间的推移，当这三个物体在混沌区域相互作用时，其中一个物体会找到一个洞并将自己发射出混沌的可能性越来越大。Kol用一个他称之为“混沌吸收系数”的函数来概括这个复杂的理论，或者说当第三个天体进入图像时，两个天体进入混沌的可能性。下一步是模拟单星与双星的碰撞。这将一次一个地摸出科尔瑞士奶酪洞的数学边界。希望，混沌理论中的这种区别是一个构建模块，有助于建立一个可以解决三体问题的精确数学模型。
