“三体问题”是天体力学中的基本力学模型。它是指三个质量、初始位置和初始速度都是任意的可视为质点的天体,在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题,所以这样就存在着无数种的运动轨迹,三体问体也被称为永远无解的难题。
就像刘慈欣小说《三体》中的三体人所处的环境一样。
三体星拥有三个太阳。由于三个太阳之间的万有引力定律,形成了一个“三体”模型,但三个太阳处于无规律运转状态,而这就带来了气候的不稳定性,物种的混乱,且完全无法预测未来的天气走向,造成行星上智慧生命不断地重生和毁灭,最后只剩下三体文明存活下来。
通过这个例子你明白了为什么说“三体问题”永远无解了吧!因为我们无法获悉整个三体模型的规律。
在现实状态,任何一种天体模型都会受到多种因素影响,比如说月球绕着地球的运动,现实生活中应该把地球看成一个椭球体,那么月球的引力就不固定了,再考虑到潮汐作用就更加复杂了。
这样就让科学家头疼不已,这么多变量怎么求啊?
所以为了解三体问题,那就考虑再简化些吧。把三个天体看作三个质点,认为其中一个质点的质量非常小,它对其它两个质点的万有引力可以忽略。这样一来,三体问题就简化成了“限制性三体问题”。
事实上,这样的简化等于是先解一个二体问题,然后加入一个质量很小的质点,再求解这个质点在二体体系中的运动方程。然而,即使这样也还是太复杂了。需要再作简化,就是所谓“平面限制性三体问题”,就是要求三个质点都在同一个平面上。