#每周天文名词#三体问题(three-body problem)

#每周天文名词#三体问题(three-body problem)是经典力学中的著名难题,研究的是三个天体在引力作用下的运动规律。与二体问题不同,三体系统的运动具有混沌性,难以预测长期的运动状态。

1687年,英国科学家艾萨克·牛顿(Isaac Newton)在《自然哲学的数学原理》中首次提出这一问题,他发现引入第三个天体后,系统的运动变得极其复杂,无法通过常规方法预测未来的状态。尽管如此,科学家仍然发现了一些特殊解,最著名的是18世纪瑞士数学家莱昂哈德·欧拉(Leohard Euler)发现的三个解(L1、L2、L3)和法国天文学家约瑟夫·拉格朗日(Joseph Lagrange)发现的两个解(L4、L5),它们被统称为拉格朗日点,在这些位置上,天体的运动状态基本上保持平衡。

三体问题揭示了自然界中的混沌现象,相关研究对天文导航和理解天体运动具有重要意义,并推动了数学和物理学的发展。

我国作家刘慈欣创作的科幻小说《三体》正是以三体问题为核心,描绘了一个充满不确定性和危机的宇宙图景,引发了全球读者对宇宙和文明的深刻思考。图为日地拉格朗日点,由于处于这些位置的天体相对稳定,人造卫星只需极少燃料即可保持相对静止,因此成为部署人造卫星的理想场所,例如詹姆斯·韦布空间望远镜即位于L2点,图像来源:ESA。

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