L'astrophysicien de l'Université hébraïque, le Dr Nicholas Stone. Crédit :Noam Chai/Université hébraïque
Cela fait près de 350 ans que Sir Isaac Newton a décrit les lois du mouvement, affirmant "Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée." Ces lois ont jeté les bases pour comprendre notre système solaire et, plus généralement, comprendre la relation entre un corps de masse et les forces qui agissent sur lui. Cependant, Le travail révolutionnaire de Newton a également créé un cornichon qui a déconcerté les scientifiques pendant des siècles :le problème des trois corps.
Après avoir utilisé les lois du mouvement pour décrire comment la planète Terre orbite autour du soleil, Newton a supposé que ces lois nous aideraient à calculer ce qui se passerait si un troisième corps céleste, comme la lune, ont été ajoutés au mélange. Cependant, en réalité, les équations à trois corps sont devenues beaucoup plus difficiles à résoudre.
Lorsque deux (ou trois corps de tailles et de distances différentes) orbitent autour d'un point central, il est facile de calculer leurs mouvements en utilisant les lois du mouvement de Newton. Cependant, si les trois objets sont de taille et de distance comparables par rapport au point central, une lutte pour le pouvoir se développe et tout le système est plongé dans le chaos. Quand le chaos arrive, il devient impossible de suivre les mouvements des corps en utilisant des mathématiques régulières. Entrez le problème à trois corps.
Maintenant, une équipe internationale, dirigé par l'astrophysicien Dr Nicholas Stone de l'Institut de physique Racah de l'Université hébraïque de Jérusalem, a fait un grand pas en avant pour résoudre cette énigme. Leurs conclusions ont été publiées dans la dernière édition de La nature .
Stone et le professeur Nathan Leigh de La Universidad de Concepción au Chili se sont appuyés sur des découvertes des deux derniers siècles, à savoir que des systèmes à trois corps instables finiront par expulser l'un des trois, et forment une relation binaire stable entre les deux corps restants. Cette relation était au centre de leur étude.
Au lieu d'accepter le comportement chaotique des systèmes comme un obstacle, les chercheurs ont utilisé les mathématiques traditionnelles pour prédire les mouvements des planètes. "Lorsque nous avons comparé nos prédictions aux modèles générés par ordinateur de leurs mouvements réels, nous avons trouvé un haut degré de précision, " a partagé Stone.
Alors que les chercheurs soulignent que leurs découvertes ne représentent pas une solution exacte au problème des trois corps, les solutions statistiques sont toujours extrêmement utiles dans la mesure où elles permettent aux physiciens de visualiser des processus complexes.
"Prenez trois trous noirs qui sont en orbite l'un autour de l'autre. Leurs orbites deviendront nécessairement instables et même après que l'un d'eux soit expulsé, nous sommes toujours très intéressés par la relation entre les trous noirs survivants, ", a expliqué Stone. Cette capacité à prédire de nouvelles orbites est essentielle à notre compréhension de la façon dont ceux-ci - et tout survivant à un problème à trois corps - se comporteront dans une situation nouvellement stable.