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三體問題有解? 科學家利用超級電腦找到12000個可能

曾經吹起大陸科幻熱潮的小說《三體》,設想在太陽附近的三合星,那裏的智慧物種一直面臨難以預測潮汐與氣候異常,幾千代都難以破解。這個情節是借用天體物理學著名的「三體問題」(Three-Body Problem)而來。不過現在科學家靠着超級電腦與人工智能的運動,找到12000個可能解。

3個質量相當的天體,因重力牽引會如何相互作用?將會非常混亂。(圖/youtube)

曾經吹起大陸科幻熱潮的小說《三體》,設想在太陽附近的三合星,那裏的智慧物種一直面臨難以預測潮汐與氣候異常,幾千代都難以破解。這個情節是借用天體物理學著名的「三體問題」(Three-Body Problem)而來。不過現在科學家靠着超級電腦與人工智能的運動,找到12000個可能解。

1687年,艾薩克•牛頓(Sir Isaac Newton)提出了運動定律和萬有引力定律,使太陽、地球、行星、衛星的位署都變得可以計算。然而我們太陽系這種「一個太陽」的友善情況並不多見,在宇宙中,反而是雙星系統與三合星系統更常見。雙星系統是大小恆星相互環繞,還算是有規律;要是出現3個互相引力牽引的恆星,那又當如何?

自牛頓時代以來,天體數學家們一直在試圖找到解決方案,來解釋三個天體如何保持在相互影響的重力作用下,不會發生碰撞或飛入太空。但是數學家很很快就發現,「三體問題」的變數太多,至今仍在摸不着頭腦。

既然人類算不出來,那就交給工具去計算,保加利亞的伊凡•赫里斯托夫(Ivan Hristov),利用超級電腦和人工智能系統來協助,結果電腦給了出多達12,409個軌道模式,可論是眼花繚亂,目前這些解決方案尚未經過同行評審,但已經引起一些有趣的討論。

一些科學家認為,這12409年的可能解,在現實宇宙中恐怕不一定有用,因為交給超級電腦計算的初始條件,是3個星體都是靜止的,而現實宇宙的3個星體會有初始速度。

美國路易斯安那州立大學物理學家法蘭克(Juhan Frank)說:「我們需要精確的初始條件才能預測,以至於它們在自然界中可能永遠無法實現。」

赫里斯托夫也承認這項工作還有很多不足之處,但是「可能仍具有天文學意義」,他還沉浸在預測軌道的美妙之中。他說:「穩定或不穩定無所謂,至少它們具有很大的理論意義,也有非常美麗的時空結構。」

責任編輯: 楚天  來源:中時 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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