三体问题是什么意思

如题所述

三体问题是指三个质量、初始位置和初始速度都是任意的可视为质点的天体,在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题。

三体问题是天体力学中的基本力学模型,现在已知,三体问题不能精确求解。即无法预测所有三体问题的数学情景,只有几种特殊情况已研究。三体问题最简单的一个例子就是太阳系中太阳、地球和月球的运动,在浩瀚的宇宙中,星球的大小可以忽略不计,所以我们可以把它们看成质点。

如果不计太阳系其他星球的影响,那么它们的运动就只是在引力的作用下产生的,所以我们就可以把它们的运动看成一个三体问题。N体问题可以用一句话写出来,在三维空间中给定N个质点,如果在它们之间只有万有引力的作用,那么在给定它们的初始位置和速度的条件下,它们会怎样的运动空间。

研究方法

由于庞加莱等科学家证实,不存在能够预测三体运动所有情况的“通用解”,因此很多科学家的研究重心放在了寻找三体运动的“周期解”上。由于三体问题不能严格求解,在研究天体运动时,都只能根据实际情况采用各种近似的解法,研究三体问题的方法大致可分为3类。

第一类是分析方法,其基本原理是把天体的坐标和速度展开为时间或其他小参数的级数形式的近似分析表达式,从而讨论天体的坐标或轨道要素随时间的变化。第二类是定性方法,采用微分方程的定性理论来研究长时间内三体运动的宏观规律和全局性质。第三类是数值方法,这是直接根据微分方程的计算方法得出天体在某些时刻的具体位置和速度。

以上内容参考:百度百科—三体问题

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