«معضلة الأجسام الثلاثة» حدد العالم إسحاق نيوتن منذ 350 عامًا قوانين الحركة التي تنص على أن «لكل فعل رد فعل يساويه في القوة ويعاكسه في الاتجاه»، وكانت هذه القوانين الأساس الذي مكننا من فهم نظامنا الشمسي، إذ ساعدت على فهم العلاقة بين كتل الأجسام والقوى المؤثرة عليها فهمًا أوضح، ومع ذلك أثارت إنجازات نيوتن إشكالًا حير العلماء على مدى قرون، وهو: معضلة الأجسام الثلاثة.
افترض نيوتن أن استخدام قوانين الحركة في وصف كيفية دوران الأرض حول الشمس يمكنه تسهيل حساب ما يمكن حدوثه حال إقحام جسم سماوي ثالث كالقمر مثلًا إلى التجربة، لكن في الواقع زاد ذلك من صعوبة حل معادلات الأجسام الثلاثة.
عندما يدور جسمان أو ثلاثة أجسام تختلف أحجامها ومسافاتها حول نقطة مركزية، فإنه من السهل حساب حركتها باستخدام قوانين نيوتن الحركية، لكن إذا كانت الأجسام الثلاثة متساوية الحجم والمسافة بالنسبة لنقطة مركزية، فسيولد هذا تنازعًا طاقيًّا، وسيؤول النظام بأكمله إلى حالة من الفوضى، وعندما تحدث الفوضى يصبح من المستحيل تتبع حركة الأجسام باستخدام الرياضيات العادية، وحينها ندخل في معضلة الأجسام الثلاثة.
خطا الآن فريق دولي بقيادة عالم الفيزياء الفلكية الدكتور Nicholas Stoneمن الجامعة العبرية في معهد Racah للفيزياء في القدس خطوة هامة في سبيل حل هذه الأحجية، وقد نُشرت النتائج التي توصلوا إليها في الإصدار الأخير من مجلة Nature.
اعتمد Stone والأستاذ Nathan Leigh من جامعة Concepción في تشيلي على مكتشفات القرنين الماضيين، وتحديدًا أنظمة الأجسام الثلاثة غير المستقرة التي ستطرد في نهاية المطاف واحدًا من الثلاثي، مكوِّنة بذلك علاقة ثنائية مستقرة بين الجسمين المتبقيين، وقد كانت هذه العلاقة محور دراستهم، إذ استخدم الباحثون الرياضيات التقليدية لتوقُّع حركة الكواكب عوضًا عن اتخاذ السلوك الفوضوي للأنظمة كعقبة في طريق دراساتهم.
قال Stone: «عندما قارننا توقعاتنا بالنماذج التي ولدتها الحواسيب لحركة الأجسام الثلاثة الفعلية، وجدناها على درجة عالية من الدقة».
مع تأكيد الباحثين على أن نتائجهم لا تُقدم حلًّا دقيقًا لمعضلة الأجسام الثلاثة، فإن الحلول الإحصائية ما تزال مفيدة جدًّا، إذ إنها تسمح للفيزيائيين بتصور هذه العمليات المعقدة.
وقد أوضح Stone: «خذ ثلاثة ثقوب سوداء تدور حول بعضها، ستكون مداراتها حتمًا غير مستقرة حتى بعد أن يُقذف أحد الأجسام خارجًا، وما نزال نركز في دراستنا على العلاقة بين الثقوب السوداء الناجية المتبقية».
اقرأ أيضًا:
قانون نيوتن الأول للحركة – العطالة
قانون نيوتن الثالث للحركة – ردود الفعل المتساوية والمتعاكسة
ترجمة: م. دلال الشماع
تدقيق: محمد نجيب العباسي
مراجعة: صالح عثمان
