第四十章 三体问题

    古修在看到这个全新的恒星系统理论之后，首先是感觉到很不可思议，然后在游戏系统中搜索类似三合星系统的恒星。

    让他感到意外的是，在这银河系中，有近两千亿颗恒星，其中有超过一半处于聚星系统当中，也就是由两颗或者两颗以上的恒星相互绕行而形成的天文系统。

    其中，双星系统是最多的，三合星系统也有不少，就比如此刻在几人眼前重点展现出来的南门二。

    除此之外，还有天启进行了重点文字标述的勾陈一，格利泽667......

    这几颗组成三合星系统的恒星绕行方式各有特点。

    岩母院士迅速在演化系统的后台找出关于这种三合星系统的理论解释。

    但虽然天启在此处有详细的描述，他们几人仍感觉到一头雾水。

    “三颗恒星相互绕行属于多体问题，在理论上处于混沌状态，极易受微小影响导致轨道发生巨大变化，使得三体问题不存在固定的解，只有当三颗恒星的质量相差较大时，形成限制性三体问题，这样比较容易形成长时间稳定的三合星系统。

    在理论上，三颗恒星的质量越相近，就越难形成长期稳定的系统，如果三颗恒星的质量完全相等，就只有几个特殊的情况能稳定存在，比如平面中三颗恒星形成等边三角形，然后绕三角形中心旋转，或者三颗恒星在一条8字轨道上运行。

    如果在三维空间中将更加复杂，对于三颗质量完全相等，初始参数又刚好形成稳定轨道的情况，在实际当中几乎不可能发生......”

    岩母院士看着后台的解释，在这段描述之中，又延申出了对两个问题的重点描述。

    “二体问题和三体问题。”

    古修把天启在后台设定这两种问题的解析方式投影出来，更加直观的呈现在众人面前。

    首先是二体问题的文字定义和图解公式。

    “这是天体力学中的一个最基本的近似模型引，研究两个可以视为质点的天体在其相互之间的万有引力作用下的动力学问题。”

    “二体问题是各类天体真实运动的第一次近似结果，是研究天体精确运动的理论基础，也是天体力学中的一个基本问题，它是迄今为止唯一能彻底求解的天体力学问题......”

    在这段文字描述之后，有个重点用了红颜色的文字表述：“在万有引力作用下，二体问题的运动方程可以严格解出。”

    满足条件的两个质点的运动问题:1、不考虑其他物体的引力；2、它们之间的相互作用力沿两点的连线，力的大小是两点之间距离的函数。

    二体问题可化为一个等价的单体问题。天体力学中的双星，行星及其卫星、恒星和行星等的运动，物理学中的双原子分子振动都属于或近似地属于二体问题。

    在《神迹》游戏宇宙中，太阳的质量为太阳系中其他星体质量总和的七百多倍，所以太阳是太阳系的中心天体。每颗行星同太阳近似形成一个二体系统，其他行星对该行星的引力影响仅表现为对它绕太阳运行轨道的微小摄动。

    因此，天体力学的研究都是以二体问题的解为基础的。二体碰撞时间计算：T^2=4π^2a^3/GM把直线看做椭圆的退化。

    半长轴即为a=距离的1半碰撞所须的时间为T/2公式的证明问题：两个相对静止的物体的距离为r0，质量分别为m1和m2，仅靠引力的作用下相撞所需要的时间。

    解答：以m2相对于m1的方向为正方向，把这两个物体看成一个系统，因为它们不受外力，所以这两个物体在运动过程中动量守恒，在任一时刻，有m1v1+m2v2=0 ，得v1=-m2/m1*v2 ......

    这些关于二体问题的描述，已经不是他们几人在这种条件下，单用眼睛看和脑袋想就能解决的。

    岩母只看了其中的一小部分，便说道：“虽然天启已经在此对公式做了详细的解析和运算，但他是依照《神迹》游戏宇宙的天体数据来进行运算的，无法在现实世界中形成参考。”

    古修稍想，岩母的说法似乎是反过来了：“我想天启不是按照游戏宇宙中的天体数据来解决这个问题，而是是正好反过来，因为他先录入了这个问题的理论和解析，所以在这宇宙中才会形成如此众多双星系统。”

    “这些运算不仅可以用来解释双恒星系统，也可以用来描述其他天体，比如我们的蓝星和月球，如果他说的没错的话，我们也可以这个公式来研究现实世界中，任何双星系统相互之间的万有引力作用下的动力学问题。”

    岩母听完，突然有种恍然大悟的感觉：“是这样的，我老糊涂了...可是，他是怎么想到这些的？”

    古修也是疑惑的摇着头，他也不知道天启是如何来解决这个问题的。

    没有对现实宇宙天体观测的数据支持，也没有进行过相应的公式计算，他似乎什么都没有干，可又是什么都干了，干得比他们这些老家伙们加起来的还要多。

    别得先不说，单是这个二体问题，就可以让科学院的很多人深入研究半辈子了。

    此刻，天启在他们众人心中的印象就是无所不知，无所不晓。

    只要是他提出的物理问题，不仅可以在《神迹》游戏中创造成功，也可以在现实生活中得到证实。

    但这还不是最可怕的，更恐怖的是一个近乎已经参透宇宙的人，今年才不到二十五岁。

    他是如此年轻，又是如此先知。

    古修看着眼前这个关于二体问题的双天体图形展示，心里暗道：“天启这小子，难道真的是降临的神吗？”

    这个时，岩锦院士拿着平板电脑站出来，对所有人说道：“你们别高兴得太早，我保证接下来的很长时间里，你们将会对这个问题产生痴迷，不仅是我们，还有全世界的数学家。”

    他说完，把平板上的内容给投影出来。

    “三体问题......”

    “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。”

    “在三维空间中给定N个质点，如果在它们之间只有万有引力的作用，那么在给定它们的初始位置和速度的条件下，它们会怎样的运动空间？”

    天启接在写完概述定义之后，还是用红色标注出重要内容。

    “三体问题不能精确求解，即无法预测所有三体问题的数学情景。”

    “......”

    在短短几句话中，众人又发现了一个延申出来只是内容：“三维空间。”

    当岩母打算进入到关于这个内容的文述界面时，古修阻止了他：“我们不能再往下看了。”

    是啊，不能再往下看了。

    从天启创造出大爆炸宇宙开始，他录入的每个理论都是环环相扣的，很多问题看似毫无关系，但是将这些问题放置在宇宙的背景之下，又是相互联系并且密不可分的。

    比如，他们刚才只是想看看那个神奇的三合星系统，但深入了解之后，又引出了二体问题和三体问题，然后又是现在这个扩展链接中的三维空间......

    古修有一种预感，如果现在点击进入这个三维空间的理论描述，肯定还有其他问题引现，然后是一个问题接着另外一个问题，永远都出不来了。

    “古修院士，大家已经超过十二个小时没有休息了。”

    岩母院士的医生忍不住提醒道：“再这么下去，非但不能解决这些问题，你们的身体也会出问题的。”

    虽然大家在这些新理论的刺激下都处于兴奋的状态，但是每个人的脸上都已经有了极度疲惫之态了。

    十二个小时没有走出这间全息投影室，是个人都会受不了的。

    古修院士叹了口气，说道：“大家都先回去休息，后面的问题我们名明天在进行讨论。”

    岩锦也没有什么意见，毕竟这里的所有内容大家都有拷贝，回家之后也可以自己看。

    他现在突然有种应不暇接的感觉，不仅是他，在场的众人都有这种感觉。

    以前由于学术界对宇宙的很多错误猜想和判断，造成了很多问题无解。

    问题无解，那就可以说是没有问题了。

    可是现在，在天启的《神迹》游戏创世成功之下，许多宇宙的秘密得以解开，同时也产生了更多的证明类问题，比如证明宇宙由大爆炸诞生、证明和寻找黑洞、证明和寻找中子星、证明和寻找脉冲星......

    而与以前不同的是，这些问题都经过了《神迹》游戏系统的认证，说明都是可以解决的问题。

    现在缺乏的是解决这些问题的手段和方式，比如建造射电望远镜。

    岩锦走到投影室外走廊里，眼睛还盯着平板电脑的屏幕，不敢相信又很不服气地说了一句：“三体问题真的无解吗？”

    “我不信——”

    在这个问题面前，他之前热衷对脉冲星的研究好像又不怎么香了。

    “不行，不行......”

    他边走边摇着头，魔怔似地说道：“我不能拿起黄瓜丢西瓜，看到一个问题就想研究一个问题，这样只能什么都研究不出来。”

    他狠心把屏幕关闭，快步的走出实验大楼：“还是回去继续我的脉冲星......”

    ......
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