Orde in chaos: nieuw inzicht in het drie-lichamenprobleem dankzij Trani's bevindingen

AmsterdamEen recente ontdekking verandert onze kijk op het drie-lichamenprobleem, een complex wiskundig vraagstuk dat wetenschappers al lange tijd bezighoudt. Alessandro Alberto Trani van de Universiteit van Kopenhagen heeft meer gestructureerde gebieden binnen dit uitdagende systeem geïdentificeerd. Deze doorbraak kan onze kennis over zwaartekrachtgolven en hun oorsprong, zoals de interacties tussen zwarte gaten, verbeteren.

De drie-lichaamsprobleem onderzoekt hoe drie hemellichamen elkaar door middel van zwaartekracht beïnvloeden, met als resultaat onvoorspelbare gevolgen. Trani ontwikkelde een software genaamd Tsunami om dit te simuleren. Hij voerde miljoenen testen uit en ontdekte dat, in bepaalde situaties, een van de lichamen doorgaans wordt weggeduwd, volgens specifieke patronen. Deze ontdekking is van groot belang voor de astrofysica, omdat drie-lichaamsinteracties veel voorkomen in het heelal.

Onderzoek van Trani onthult dat bepaalde startcondities leiden tot voorspelbare uitkomsten. Gewoonlijk wordt het object met de minste massa verwijderd. Er bestaan ook consistente patronen die niet volledig chaotisch zijn.

Vroeger maakten onderzoekers gebruik van statistische methoden omdat de dynamiek van drie lichamen willekeurig leek. Nu vraagt de ontdekking van voorspelbare patronen om een combinatie van statistische berekeningen en nauwkeurige numerieke methoden om deze interacties volledig te begrijpen.

Lees ook:

Vandaag · 04:07

Astrofysicus onthult theorie achter mysterieuze 'zebra'-signalen van Crabnevelpulsar

Betere modellen kunnen ons vermogen verbeteren om het samengaan van zwarte gaten en de daaruit voortkomende zwaartekrachtgolven te voorspellen. Met deze verbeterde nauwkeurigheid kunnen we ook meer inzicht krijgen in zwaartekrachten.

Een uitdaging is het combineren van verschillende wiskundige technieken om nauwkeurige voorspellingen te doen. Deze combinatie is essentieel omdat de huidige modellen, die uitgaan van volledige chaos, nu deels onjuist blijken te zijn. Maar juist deze complexiteit biedt ons ook nieuwe mogelijkheden om het universum beter te doorgronden.

Met Trani's onderzoek kunnen complexere interacties worden onderzocht, zoals het vier-lichamenprobleem dat meer objecten zoals planeten betreft. Zijn ontdekkingen kunnen wetenschappers stimuleren om oude raadsels opnieuw te bekijken met nieuwe ideeën, gebaseerd op geobserveerde patronen.