Il Problema dei Tre Corpi: Un Enigma Scientifico Intrigante

Il Problema dei Tre Corpi: Un Enigma Scientifico Intrigante
Un pianeta che orbita attorno a due stelle è un perfetto esempio di problema a tre corpi. (Dotted Yeti/Shutterstock.com)

Con l’uscita di “The Three-Body Problem”, basato sulla acclamata serie di romanzi di Liu Cixin, molte persone si sono interrogate sul significato e la complessità di questo enigma scientifico. Unisciti a noi in un viaggio attraverso la fisica e la matematica, un percorso che affonda le radici nella scienza moderna e che continua a sfidare scienziati e pensatori fino ai giorni nostri.

Il Problema dei Tre Corpi

Le leggi del moto di Newton e la sua legge della gravitazione universale hanno costituito le fondamenta della fisica classica, spiegando il comportamento di una vasta gamma di fenomeni. In particolare, il movimento dei pianeti intorno a una stella può essere facilmente descritto da queste leggi, rappresentando problemi a due corpi, come ad esempio una stella e il suo pianeta o la Terra e la Luna. Questi problemi a due corpi possono essere risolti in modo esatto, offrendo una grande capacità predittiva. Con le condizioni iniziali ben definite, è possibile prevedere l’evoluzione del sistema nel tempo.

Tuttavia, quando si aggiunge un terzo corpo, la situazione cambia radicalmente. Se potresti pensare che l’introduzione di un terzo corpo comporti solo una maggiore complessità ma che sia comunque risolvibile, la realtà si dimostra essere molto più complessa. Mentre il problema a due corpi è risolvibile in modo preciso, il problema dei tre corpi non lo è. Non esiste una soluzione generale che consenta di prevedere il comportamento di tre oggetti (o particelle o pianeti) sotto l’azione delle leggi del moto e della forza.

Sebbene siano possibili soluzioni per casi specifici e alcuni casi più generali, non esiste un metodo universale per risolvere il problema dei tre corpi in tutte le sue possibili configurazioni. Inizialmente, la questione del problema dei tre corpi (e successivamente del problema dei n corpi) riguardava la stabilità del sistema Terra-Luna-Sole e del Sistema Solare nel suo complesso.

L'attore Sea Shimooka nel ruolo di Sophon fluttuante nel cielo. Dietro di loro tre stelle si allineano
Un fotogramma dall’episodio tre di
Netflix

La ricerca di soluzioni ha portato alla creazione di nuovi strumenti matematici, come la teoria delle perturbazioni, per migliorare le soluzioni numeriche relative al moto dei corpi planetari. Ad esempio, il matematico italiano Joseph-Louis Lagrange ha previsto l’esistenza degli asteroidi troiani sull’orbita di Giove, studiando un caso particolare del problema dei tre corpi.

Anche se il problema dei tre corpi nell’ambito della gravità newtoniana è considerato il classico da risolvere, esso si manifesta anche nella meccanica quantistica. Un esempio è rappresentato dall’atomo di elio, con un nucleo positivo attorno al quale orbitano due elettroni negativi, configurazione che costituisce un problema a tre corpi.

Per coloro che amano la gravità e desiderano complicare ulteriormente le cose, esiste la possibilità di affrontare il problema dei tre corpi utilizzando la relatività generale, particolarmente utile nelle vicinanze dei buchi neri.

Periodicamente vengono scoperte nuove soluzioni a problemi specifici relativi ai tre corpi, offrendo spunti interessanti per la ricerca scientifica e potenziali applicazioni in campi come la fisica teorica e l’astronomia. Chi lo sa, potresti persino trovarne l’utilità per dare vita a un videogioco misterioso e iperrealistico.

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