Nuevas órbitas para los tres cuerpos

Dos cuerpos respondiendo a su atracción gravitatoria mutua adoptan simples órbitas elípticas para un amplio rango de condiciones iniciales, pero añade un objeto más o se complicarán las cosas, por lo general desafiando toda descripción matemática simple. Un caso especial, en el cual los tres cuerpos rotan como un triángulo fijo, fue identificado por Lagrange hace dos siglos, pero no fue hasta los años 70 y 90 que los investigadores encontraron otras dos familias de movimientos periódicos de tres cuerpos.

Ahora, dos investigadores han descubierto 13 nuevas familias de órbitas periódicas para tres masas iguales moviéndose bajo gravedad en un plano. Para clasificar dichas órbitas, las cuales fueron descubiertas mediante simulaciones numéricas, los investigadores ampliaron un análisis previo en el cual la forma cambiante de una disposición triangular es representada matemáticamente por un punto en una esfera. Las órbitas físicas corresponden a caminos cerrados en la esfera, lo que evita los llamados puntos de colisión que corresponden a dos cuerpos estando en el mismo lugar. Usando este esquema de clasificación topológica, los investigadores fueron capaces de distinguir varias órbitas por el número de veces que volaban hacia la izquierda y hacia la derecha alrededor de los puntos prohibidos. De las 13 familias de movimiento periódico que descubrieron, tres están relacionadas con soluciones previas, pero diez caen en tres clases enteramente nuevas. Puedes ver una galería de trayectorias aquí.

Los movimientos complejos son complicados de visualizar, y estas órbitas solo ocurrirían en la naturaleza en condiciones iniciales muy específicas, pero estas soluciones especiales podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor el sorprendentemente complejo problema de los tres cuerpos.

Via physic.aps