Une équipe de mathématiciens du monde entier prétend avoir trouvé 12 000 nouvelles solutions au problème notoirement difficile des trois corps en physique et en mathématiques. Le problème des trois corps implique la tâche complexe de calculer les orbites stables lorsque trois objets interagissent gravitationnellement les uns avec les autres. Alors que les systèmes à deux corps peuvent être décrits par seulement quelques équations mathématiques, l’ajout d’un troisième corps rend les mathématiques beaucoup plus difficiles.

Isaac Newton a formulé les lois du mouvement il y a plus de 300 ans, et depuis lors, les mathématiciens ont travaillé à la recherche de solutions au problème des trois corps. Ces nouvelles découvertes, publiées sous forme de préimpression dans la base de données arXiv, représentent un ajout substantiel aux connaissances existantes, qui se limitaient à seulement quelques centaines de scénarios.

Les orbites nouvellement découvertes dans le problème des trois corps sont complexes et tordues, similaires à des bretzels et des gribouillis. Les trois objets hypothétiques impliqués commencent au repos, puis sont attirés l’un vers l’autre dans plusieurs spirales en raison de leur attraction gravitationnelle. Après avoir passé l’un à côté de l’autre, ils s’éloignent jusqu’à ce que la gravité les rapproche à nouveau, répétant ce schéma indéfiniment. L’auteur de l’étude, Ivan Hristov, pense qu’avec une meilleure technologie, il pourrait potentiellement trouver cinq fois plus de solutions.

Bien que les systèmes à trois corps soient courants dans l’univers, avec de nombreux systèmes stellaires caractérisés par des planètes ou des étoiles qui orbitent les unes autour des autres, la stabilité de ces orbites nouvellement découvertes est cruciale pour leur utilisation pratique. Les astronomes pourraient utiliser ces solutions pour mieux comprendre le cosmos, mais si les orbites ne sont pas stables, elles ne seront pas applicables dans de véritables systèmes stellaires.

Pour déterminer leur stabilité, des recherches supplémentaires sont nécessaires car d’autres forces pourraient perturber les schémas orbitaux. Juhan Frank, astronome à l’Université d’État de Louisiane, fait preuve de scepticisme quant à la stabilité de ces nouvelles orbites. Il suggère que les systèmes à trois corps ont tendance à se transformer en un système binaire avec un troisième corps qui s’échappe, généralement le moins massif des trois.

Cependant, d’un point de vue théorique, ces nouvelles solutions constituent une réalisation mathématique remarquable. Qu’elles soient stables ou instables, elles contribuent de manière significative à la compréhension du problème des trois corps et revêtent une grande importance théorique.

Sources:
– « El problema de los tres cuerpos desconcierta a los matemáticos con 12,000 nuevas soluciones » – New Scientist
– « El ‘Problema de los tres cuerpos’ ha desconcertado a los astrónomos desde que Newton lo formuló. La IA lo resolvió en menos de un segundo. » – CBS News