¿Cuál es el problema de los tres cuerpos?
El problema fue descubierto en el nacimiento de la ciencia moderna y ha sido desconcertante desde entonces.
Un planeta que orbita dos estrellas es un ejemplo perfecto de un problema de tres cuerpos.
Crédito de la imagen: Yeti punteado/Shutterstock.com
Con el lanzamiento de El problema de los tres cuerpos de Netflix, basado en la aclamada serie de novelas de Liu Cixin, hemos visto a mucha gente preguntar qué es exactamente el problema de los tres cuerpos. Únase a nosotros en un viaje a la física y las matemáticas que comenzó en los inicios de la ciencia moderna y continúa molestando a científicos y pensadores hasta el día de hoy.
Las leyes del movimiento de Newton y su ley de gravitación universal sustentaron la física clásica y pudieron explicar el comportamiento de una amplia gama de fenómenos. En particular, con ellos se puede describir fácilmente el movimiento de los planetas alrededor de una estrella: se trata de problemas de dos cuerpos, una estrella y su planeta o la Tierra y la Luna.
Estos problemas de dos cuerpos se pueden resolver exactamente, proporcionando un gran poder de predicción. Conociendo las condiciones iniciales, podemos calcular cómo evolucionará el sistema para siempre. Ahora agreguemos un tercer cuerpo. Se podría pensar que añadiría algunas dificultades pero que aún así tendrá solución, sin embargo, la realidad debe tener un perverso sentido del humor. El problema de los dos cuerpos es perfectamente solucionable, pero el de los tres cuerpos no.
No existe una solución generalizada que permita predecir el comportamiento de tres objetos (o partículas o planetas) según las leyes del movimiento y la fuerza. Es posible encontrar soluciones a casos específicos y algunos casos no tan específicos, pero no hay manera de resolver el problema de los tres cuerpos para todos los casos posibles.
Originalmente, la cuestión del problema de los tres cuerpos (y luego el de los n) se refería a la estabilidad del sistema Tierra-Luna-Sol y del Sistema Solar en su conjunto. La búsqueda de soluciones ha generado nuevas herramientas matemáticas, como la teoría de perturbaciones, para mejorar la solución numérica encontrada para el movimiento de los cuerpos planetarios.
También llevó a la predicción de asteroides troyanos en la órbita de Júpiter por parte del matemático italiano Joseph-Louis Lagrange, que estaba estudiando un caso particular del problema de los tres cuerpos.
Si bien el problema de los tres cuerpos que utiliza la gravedad newtoniana se considera el problema tradicional de resolver, el problema también se encuentra en la mecánica cuántica. Un átomo de helio con un núcleo positivo orbitado por dos electrones negativos también es un ejemplo de un problema de tres cuerpos.
Y si te gusta la gravedad pero prefieres hacer de tu vida un infierno, ¿por qué no intentas encontrar una solución al problema de los tres cuerpos utilizando la relatividad general? Esto resulta útil cerca de los agujeros negros.
Cada pocos años se encuentran nuevas soluciones a problemas específicos de los tres cuerpos. Y nunca se sabe, puede que lo necesites para darle sentido a un videojuego misterioso e hiperrealista...