什么是三体,三体问题的多种解决方案( 二 )


近似解的局限性、前计算机数值积分的费力以及三体问题的传奇地位 , 激发了一代又一代的物理学家和数学家继续寻求精确的解析解 。 在非常特殊的情况下 , 欧拉为围绕共同质心运行的三个天体找到了一系列解决方案 , 其中所有天体都保持在一条直线上 。 拉格朗日找到了三个物体形成等边三角形的解决方案 。
事实上 , 对于任何两个相互绕行的物体 , 欧拉和拉格朗日解定义了第三个物体的5个额外轨道 , 可以用简单的方程来描述 。 这些是三体问题存在的唯一完美解析解决方案 , 在这5个轨道中任何一个放置一个低质量物体 , 它将无限期地停留在那里 。 我们现在将这些点称为拉格朗日点 , 它们是我们停放航天器的有用场所 。
什么是三体,三体问题的多种解决方案
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在欧拉和拉格朗日之后很久 , 人们并没有进一步发现三体系统的完美解 。 在近现代 , 人们用计算机搜索可能轨道的广阔空间 , 目的是要找到具有周期性运动的三体系统 。 在1970年代 , MichelHenon和RogerBroucke找到了一系列解决方案 , 其中涉及两个质量在第三个天体的轨道中心来回弹跳 。 在1990年代 , CrisMoore发现了一个稳定的“8”字形轨道 , 其中三个天体具有相等的质量 。 随后数学家从数学上证明了8字解的存在 , 这也导致了发现新的周期性三体轨道的热潮 。
什么是三体,三体问题的多种解决方案
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什么是三体,三体问题的多种解决方案】现在已知有数百个稳定的三体轨道 , 但除了欧拉和拉格朗日解之外 , 这些都不太可能在自然界中发生 。