اتصل بنا أرسل مقال

القدس
رام الله
الخليل
غزة14°
القدس
رام الله
الخليل
غزة14°
4.44جنيه إسترليني
4.61دينار أردني
0.21جنيه مصري
3.95يورو
3.27دولار أمريكي
جنيه إسترليني4.44
دينار أردني4.61
جنيه مصري0.21
يورو3.95
دولار أمريكي3.27

باحثون اسرائيليون يقدمون حلا للمشكلة التي عرضها نيوتن قبل 330 عامًا

نيوتن

وكالة قدس نت للأنباء - شينخوا

منذ أكثر من 330 عاما، قدم إسحاق نيوتن في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية" المشكلة المعقدة المسماة مشكلة "الأجسام الثلاث" حيث لم يستطع الفيزيائيون والرياضيون حلها منذ ذلك الحين، وأصبحت من أقدم الألغاز وأهمها في دراسة الفيزياء الفلكية، لكن في الأسبوع الماضي قدم باحثون في الجامعة العبرية لأول مرة حلا إحصائيا لهذه المشكلة.

وفي مقال نشر حديثا في المجلة العلمية Nature، قدم الدكتور نيكولاس ستون من الجامعة العبرية بالتعاون مع البروفيسور ناتان لي من جامعة كونثبثيون في تشيلي حلا لهذه المشكلة، يسمح ذلك للباحثين أولاً بمعالجة الأسئلة العامة المتعلقة بالتنبؤ بسلوك الأنظمة التي تتحرك فيها ثلاثة أجسام في مدارات قريبة من بعضها البعض.

وعندما صاغ نيوتن قوانين الحركة الخاصة به كان قادرا على وصف كيفية قيام جسمين - مثل الشمس والأرض - بالتحرك في مكان واحد تحت تأثير الآخر، وسمحت له هذه القوانين بفهم كيفية عمل النظام الشمسي، وبشكل أعم كيف سيتصرف أي من الجسمين فيما يتعلق ببعضهما البعض، ومع ذلك عندما حاول نيوتن حساب تأثير إضافة جسم ثالث إلى الحساب، على سبيل المثال القمر أصبحت المشكلة معقدة للغاية بحيث لا يمكن حسابها، وهذا لأن نظام الثلاثة أجسام يصبح الأمر فوضوي بمعنى: كل تغيير بسيط في الحالة الأولية لأحد الأجسام الثلاث ينتج عنه تغير دائم في الموقف والسرعة بمرور الوقت.

منذ أن طرح نيوتن المشكلة حتى اليوم هذا لم يتمكن الفيزيائيون وعلماء الرياضيات من حل تعقيداتها، ومنذ اختراع أجهزة الكمبيوتر وجد الباحثون "تجاوزا" للتعامل مع المشكلة التي تسمى "الحل العددي": هذه الطريقة تقسم الوقت إلى أجزاء صغيرة - أو خطوات، وفي كل خطوة من الخطوات، لا يزال تسارع الأجسام الثلاثة ثابتا، هذا التجاوز يجعل من الممكن التنبؤ باستخدام المحاكاة الحاسوبية حيث سيتم العثور على جميع الأجسام الثلاث بعد عدد محدد من الخطوات.

يوضح البروفيسور رام سري من الجامعة العبرية في تصريح لصحيفة هآرتس العبرية أن مشكلة هذه الحلول العددية هي أنها تقدم فقط إجابة تقريبية وغير دقيقة للمسار المكون من ثلاث أجسام، بالإضافة إلى ذلك، نظرا لأن "الخطوات" تنقسم إلى أجزاء أصغر، يتم الحصول على إجابات أكثر دقة، لكن الطاقة الحاسوبية اللازمة لإكمال الحساب تزداد، خاصة لأنها تحاول المضي قدما في الوقت المناسب، وأيضا يجب أن يتم الحساب لكل نظام منفصل، ولا يمكن استخلاص أي استنتاج عام منه.

يتيح الحل الذي طوره الدكتور ستون والبروفيسور لي معرفة متوسط نتائج الأنظمة التي لا تعد ولا تحصى.

ويقول الدكتور ستون إن مصدر إلهام الحل الإحصائي لمشكلة الاجسام الثلاثة يأتي من الأدوات التي استخدمها الباحثون لشرح النظم الفوضوية المختلفة في الطبيعة -" وما قمنا به هو تطبيق الأدوات الإحصائية التي يستخدمها الباحثون لفهم الأنظمة الفوضوية حول العالم الفلكي - الكون".

يذكر أن نيوتن صاغ قوانين الحركة الثلاث ضمن خط من الأفكار امتد من الفليسوف أرسطو مرورا بعالم الفلك جاليلو وحتى عصر نيوتن ، حيث تضمن القانون الأول : إذا كان مجموع القوى المؤثرة في جسم ما يساوي صفر فإن الجسم سيظل على حالته من السكون أو التحرك بسرعة ثابتة على خط مستقيم ويسمى هذا القانون " بقانون القصور الذاتي"، بينما القانون الثاني : يربط بين القوة وتأثيرها على حركة الجسم فعندما تؤثر قوة ما على جسم فإنها تسبب تغيرا في سرعته زيادة أو نقصانا أو تغير على الأقل جهة الحركة وينص القانون على أن القوة = الكتلة X التسارع فكلما زادت السرعة سببت تسارعا أكبر للجسم ، بينما القانون الثالث ينص على أن " لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومضاد له في الاتجاه" فإذا أثر جسم على جسم آخر يؤثر على الأول بقوة مساوية له في المقدار وفي الاتجاه المضاد وهذا الأمر يتضح في قوة الجاذبية .

#نيوتن #الأصول الرياضية #الفلسفة الطبيعية #"الأجسام الثلاث"

اقرأ ايضا من تقنيات