网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

三体问题为什么解不了?太阳系也是N体系统,为何没崩溃?

0
分享至

天体之间具有相互的引力作用,所以两个天体会以某种稳定的轨迹彼此绕行。

但如果天体的数量增加到三个,运动就会变得不可预测,甚至崩溃,这就是三体问题。从理论上来讲,天体的数量越多,运动就越复杂,不稳定性就越大,而我们所在的太阳系显然就是一个N体系统,为什么却能够长期稳定存在呢?要了解三体问题或N体问题,首先我们要从二体问题开始。为什么两个天体会在相互的引力作用下进行某种运动呢?这是因为每个天体都具有万有引力,而万有引力会产生加速度,加速度会引起速度的变化,而速度的变化会影响位置的变化,而新的位置又会产生新的万有引力。于是在这种不断的变化过程中,天体便动了起来。

当参与相互作用的天体只有两个时,问题是比较简单的,两个天体会在彼此引力的作用下沿着椭圆轨道运动。

至于轨道的具体形状,则与两个天体的质量和运动速度有关。比如在太阳系中,太阳的质量巨大,其它天体的质量相对十分微小,所以太阳几乎是不动的,而其它天体都围绕太阳运动。再比如,当有一艘飞船以第一宇宙速度围绕地球飞行时,它的轨道是圆形的,随着速度的增加,轨道会变成椭圆,当速度达到第二宇宙速度,则会以抛物线的轨迹离开地球。

在数学层面,二体问题是非常简单的,它拥有解析解,也就是可以将两个天体的位置和速度写成时间函数,通过方程可以准确计算出两个天体在不同时间所处的位置。

但是当天体的数量来到三个时,问题一下子就变得复杂了,三个天体中的任何一个只要出现微小的变化,都会给整个系统带来翻天覆地的改变。

三体问题是因为太复杂,所以不好求解,还是根本无法求解呢?

以目前来看,是根本无法求解的。为什么这么说呢?我们处于三维空间之中,所以每个天体的位置都存在三个坐标,而天体本身是运动的,所以还存在着三个动量坐标,也就是说每个天体拥有6个变量,那么三个天体加在一起就有18个变量。所以要想求解,就必须要用18个独立方程。在物理学上,要求解就必须要寻找守恒量,而目前人类在宇宙中发现的守恒量只有10个,比如能量守恒、质量守恒、角动量守恒等等。

三体问题中涉及18个变量,但只有10个方程,所以是不可能求解的,这就是三体问题不存在解析解的根本原因。

普通的三体问题虽然无法求解,但是对于一些限制性的三体问题而言,还是存在着周期性的解,比如当有两个质量较大的天体和一个质量非常微小的天体组成的三体系统,就存在周期性的解,而这个周期性的解就被称为“拉格朗日点”。在拉格朗日点上,质量微小的天体可以跟随大质量的天体一起稳定运动。

比如地球和太阳之间就存在着五个拉格朗日点,我国发射的鹊桥中继卫星就在其中的一个拉格朗日点上,所以可以跟随地球一起稳定围绕太阳运行。

既然三体系统如此不稳定,为什么太阳系这个N体系统可以长期稳定存在呢?这个问题目前还没有完全搞清楚,但有一点是肯定的,太阳系这个N体系统也存在着一个崩溃的时间,牛顿曾经很想计算出这个时间,他认为如果在这个时间点上,太阳系没有崩溃,那么就说明太阳系受到了某种超自然力量扰动,只可惜,至今也没人能够计算出这个崩溃的时间。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
马斯克用中文发贴:我的儿子正在学普通话

马斯克用中文发贴:我的儿子正在学普通话

凤凰网科技
2026-05-14 20:36:05
广州越秀“电鸡”被拖至百公里外的从化,约三四成车主弃车,代拉、拼单、回收生意火爆

广州越秀“电鸡”被拖至百公里外的从化,约三四成车主弃车,代拉、拼单、回收生意火爆

极目新闻
2026-05-14 12:20:34
马斯克高呼“太棒”,黄仁勋竖起大拇指

马斯克高呼“太棒”,黄仁勋竖起大拇指

中国新闻周刊
2026-05-14 18:14:06
马斯克幼子的虎头包走红,品牌方:少数民族绣娘手工缝制,优惠后每个338元,正紧急追加生产

马斯克幼子的虎头包走红,品牌方:少数民族绣娘手工缝制,优惠后每个338元,正紧急追加生产

扬子晚报
2026-05-14 22:32:00
18年了!汶川地震丢下学生逃跑的“范跑跑”,如今竟过成了这样?

18年了!汶川地震丢下学生逃跑的“范跑跑”,如今竟过成了这样?

一盅情怀
2026-05-14 09:05:26
名单曝光!10家中企采购英伟达H200!

名单曝光!10家中企采购英伟达H200!

半导体圈
2026-05-14 18:18:23
纳斯达克中国金龙指数跌幅扩大,现跌3%,最新报7062.48点

纳斯达克中国金龙指数跌幅扩大,现跌3%,最新报7062.48点

每日经济新闻
2026-05-14 21:38:47
中美关系,有了新定位

中美关系,有了新定位

中国新闻周刊
2026-05-14 16:01:38
杭州跪地救人女子找到!新华社点名,工作单位曝光,难怪后怕不已

杭州跪地救人女子找到!新华社点名,工作单位曝光,难怪后怕不已

奇思妙想草叶君
2026-05-14 13:44:31
宁愿用早田希娜,也不用横扫王曼昱的她,中泽锐这步险棋实在太妙

宁愿用早田希娜,也不用横扫王曼昱的她,中泽锐这步险棋实在太妙

以茶带书
2026-05-14 13:39:59
男童海底捞奔跑撞上高温红油锅,全身多处烫伤!妈妈:当时夜里11点,就我们一桌,店员应提前避让;店长:孩子猛跑过来,曾多次提醒家长

男童海底捞奔跑撞上高温红油锅,全身多处烫伤!妈妈:当时夜里11点,就我们一桌,店员应提前避让;店长:孩子猛跑过来,曾多次提醒家长

大风新闻
2026-05-14 16:29:22
晚邮报:阿莱格里与伊布彻底决裂,今夏将告别米兰

晚邮报:阿莱格里与伊布彻底决裂,今夏将告别米兰

懂球帝
2026-05-14 19:33:07
国宴上一幕!马斯克喘着粗气,面前摆满空酒杯,网友:喝大了?

国宴上一幕!马斯克喘着粗气,面前摆满空酒杯,网友:喝大了?

消失的电波
2026-05-14 22:21:16
鲁比奥点赞人民大会堂中式装饰,A股相关概念有望迎来大涨

鲁比奥点赞人民大会堂中式装饰,A股相关概念有望迎来大涨

东方豪侠
2026-05-14 16:35:45
雷军国宴“追星”马斯克,握手合影全程陪笑

雷军国宴“追星”马斯克,握手合影全程陪笑

三言科技
2026-05-14 19:57:11
中纪委再标红线!公职人员下班后吃饭,这5种行为将被严肃处理!

中纪委再标红线!公职人员下班后吃饭,这5种行为将被严肃处理!

细说职场
2026-05-14 16:44:30
张雪宣布停产!博主:雷军出问题你建议退款 自己出问题只补偿

张雪宣布停产!博主:雷军出问题你建议退款 自己出问题只补偿

念洲
2026-05-14 14:29:33
这售价要超200万了吧!消息称华为、江淮、玛莎拉蒂联手造车:最快2027年见到“玛界”

这售价要超200万了吧!消息称华为、江淮、玛莎拉蒂联手造车:最快2027年见到“玛界”

快科技
2026-05-14 11:54:52
马斯克带儿子到人民大会堂,5岁X娃穿中式马甲,金发凌乱很可爱

马斯克带儿子到人民大会堂,5岁X娃穿中式马甲,金发凌乱很可爱

译言
2026-05-14 20:55:30
台湾网友曾发出质疑:我们日子过得明明挺好,为什么还要回归?

台湾网友曾发出质疑:我们日子过得明明挺好,为什么还要回归?

南风不及你温柔
2026-05-14 09:03:21
2026-05-14 23:39:00
科学信仰 incentive-icons
科学信仰
科学是种规律,信仰是种态度
814文章数 478关注度
往期回顾 全部

头条要闻

外媒询问中方对鲁比奥的制裁是否已经解除 外交部回应

头条要闻

外媒询问中方对鲁比奥的制裁是否已经解除 外交部回应

体育要闻

争议抽象天王山,和季后赛最稳定中锋

娱乐要闻

何九华官宣当爸!全程不提孩子妈

财经要闻

李强会见美国工商界代表

科技要闻

马斯克说会谈很顺利 黄仁勋点赞 库克比耶

汽车要闻

双零重力座椅/AI智能体/调光天幕 启境GT7内饰发布

态度原创

手机
健康
本地
公开课
军事航空

手机要闻

OPPO ColorOS流体云&小布建议支持美的美居

专家揭秘干细胞回输的安全风险

本地新闻

用苏绣的方式,打开江西婺源

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

美以伊战争期间以总理密访阿联酋

无障碍浏览 进入关怀版