三体问题真的无解吗
三体问题目前理论上无解。
“三体问题”这么难主要原因在于三个天体在空间中的分布可以有无穷多种情况,这就使得需要考虑的因素太多太多,计算之大,超乎想象。但是科学家们从来没有放弃过。
2013年,塞尔维亚物理学家米洛万·舒瓦科夫和迪米特拉·什诺维奇借助电脑,发现了新的13族特殊解。三体问题特殊解由此扩充到16族,这一新发现令科学界欢欣鼓舞。
一般认为,三体问题的运动方程为十八阶方程,必须得到18个积分才能得到完全解。1941年,西格尔已经证明了不可能找全这个十八阶的微分方程租。理论上的不能找全,因此,距离三体问题的完全解决,还有很漫长的路要走。
三体问题的研究方法
由于三体问题不能严格求解,在研究天体运动时,都只能根据实际情况采用各种近似的解法,研究三体问题的方法大致可分为3类:
第一类是分析方法,其基本原理是把天体的坐标和速度展开为时间或其他小参数的级数形式的近似分析表达式,从而讨论天体的坐标或轨道要素随时间的变化;
第二类是定性方法,采用微分方程的定性理论来研究长时间内三体运动的宏观规律和全局性质;
第三类是数值方法,这是直接根据微分方程的计算方法得出天体在某些时刻的具体位置和速度。
这三类方法各有利弊,对新积分的探索和各类方法的改进是研究三体问题中很重要的课题。