problem trzech ciał to zagadnienie z dziedziny fizyki (mechaniki), które zajmuje się wzajemnym oddziaływaniem trzech ciał (w ogólnej wersji jest to n ciał, gdzie n oznacza kolejno: 2, 3, 4, itd.) próbując opisać ich ruch, bądź zmianę trajektorii ruchu spowodowaną właśnie tym oddziaływaniem.
ciałem w fizyce nie nazywamy natomiast wcale denata, ale każdy obiekt materialny, który nie jest punktem matematycznym i zajmuje jakąś przestrzeń oraz posiada masę. może być to zarówno grupa cząstek, traktowanych jako całość, jak i wielki obiekt typu planeta bądź gwiazda. ciałem fizycznym jest też ciało człowieka, czy element świata żywego, ale też skomplikowane urządzenie. choć przy tym ostatnim, każdy element tego urządzenia, po jego demontażu będzie również niezależnym ciałem fizycznym.
wracając do samego zagadnienia, należy zacząć od prostszego przykładu, czyli układu dwóch ciał. przykładem rozwiązania problemu dwóch ciał w fizyce (a raczej w jej dziale jakim jest astronomia) są prawa Keplera. to trzy prawa astronomiczne opisujące ruch planet wokół Słońca odkryte przez Johannesa Keplera. zgodnie z nimi planety poruszają się wokół Słońca (które ma największą masę i jest w centrum naszego układu planetarnego) po krzywych stożkowych czyli elipsach.
tor każdej planety zgodnie z tym podejściem jest więc elipsą. czy rzeczywiście tak jest? jeśli przyjrzeć się temu bardzo dokładnie, okaże się, że tor ruchu planety ulega nieznacznej zmianie kiedy zbliża się ona do innej planety. jest to odchylenie od toru eliptycznego, innymi słowy zaburzenie ruchu. tak więc każda z planet oddziałuje nie tylko ze Słońcem, ale również z pozostałymi planetami. co więcej, każda z każdą. dlaczego tego jednak na ogół nie widzimy i nadal obowiązują nas prawa Keplera, dotyczące zagadnienia dwóch ciał? dlatego, że bo jest to oddziaływania planeta – planeta są niezmiernie małe w porównaniu z ich oddziaływaniem ze Słońcem, a to z kolei dlatego, że Słońce jest dominującym źródłem grawitacji w układzie Słonecznym. Słońce to pojedyncza gwiazda, zawierająca około 99,86% łącznej masy Układu Słonecznego.
pojedyncze gwiazdy są jednak we Wszechświecie rzadkością. większość gwiazd nie jest pojedyncza – istnieje jako gwiazdy podwójne. dodatkowo, może się zdarzyć, że jedna z tych gwiazd jest białym karłem, a druga czerwonym olbrzymem, co oznacza ni mniej nie więcej przepływanie masy z jednej do drugiej: z czerwonego olbrzyma do białego karła. jeśli jednak mamy dwie gwiazdy, zaniedbując masę maleńkich wobec nich planet czy asteroid (o ile w ogóle mamy do czynienia z występowaniem planet wokół układu podwójnego) to zagadnienie to możemy potraktować podobnie do praw Keplera dla układu planeta-słońce, jedynie miejsce planety zajmie mniejsze ze słońc.
pytanie, co otrzymamy jeśli weźmiemy do rozważań trzy gwiazdy, czyli trzy porównywalne masowo obiekty? otóż będzie to wówczas zagadnienie trzech ciał, nazywane wiele mówiącym słowem”problem„.
Książka: Problem trzech ciał. tomy 1-3, Autor: Cixin Liu,
Serial:
