Um lançamento de foguete. Nosso vizinho estelar mais próximo. Um programa da Netflix. Todas essas coisas têm algo em comum: precisam enfrentar o “problema dos três corpos”. Mas exatamente o que é esse espinhoso enigma da física?
O problema dos três corpos descreve um sistema contendo três corpos que exercem forças gravitacionais um no outro. Embora possa parecer simples, é um problema notoriamente complicado e “a primeira preocupação real de Newton”. Billy Quarlesum dinamicista planetário da Valdosta State University, na Geórgia, disse ao Live Science.
Em um sistema de apenas dois corpos, como um planeta e uma estrela, calcular como eles se moverão um em torno do outro é bastante simples: na maioria das vezes, esses dois objetos orbitarão aproximadamente em um círculo em torno de seu centro de massa, e eles voltarei ao ponto de partida todas as vezes. Mas adicione um terceiro corpo, como outra estrela, e as coisas ficam muito mais complicadas. O terceiro corpo atrai os dois que orbitam um ao outro, tirando-os de seus caminhos previsíveis.
O movimento dos três corpos depende do seu estado inicial – suas posições, velocidades e massas. Se pelo menos uma dessas variáveis mudar, o movimento resultante poderá ser completamente diferente.
“Penso nisso como se você estivesse caminhando no cume de uma montanha” Shane Ross, um matemático aplicado da Virginia Tech, disse ao Live Science. “Com uma pequena mudança, você pode cair para a direita ou para a esquerda. Essas são duas posições iniciais muito próximas e podem levar a estados muito diferentes.”
Não há restrições suficientes nos movimentos dos corpos para resolver o problema dos três corpos com equações, disse Ross.
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Mas foram encontradas algumas soluções para o problema dos três corpos. Por exemplo, se as condições iniciais forem adequadas, três corpos de massa igual poderiam perseguir-se mutuamente num padrão de oito. Essas soluções organizadas são a exceção, entretanto, quando se trata de sistemas reais no espaço.
Certas condições podem tornar o problema dos três corpos mais fácil de analisar. Considerar Tatooine, o mundo fictício de Luke Skywalker em “Star Wars” – um único planeta orbitando dois sóis. Essas duas estrelas e o planeta constituem um sistema de três corpos. Mas se o planeta estiver suficientemente longe e orbitando as duas estrelas juntas, é possível simplificar o problema.
“Quando é o caso de Tatooine, desde que estejamos suficientemente longe do binário central, então pensamos neste objeto como sendo apenas uma estrela muito gorda,” disse Quarles. O planeta não exerce muita força sobre as estrelas porque é muito menos massivo, então o sistema se torna semelhante ao problema de dois corpos mais facilmente solucionável. Até agora, os cientistas encontraram mais de uma dúzia Exoplanetas semelhantes a TatooineQuarles disse à WordsSideKick.com.
Mas muitas vezes, as órbitas dos três corpos nunca se estabilizam verdadeiramente, e o problema dos três corpos é “resolvido” com um estrondo. As forças gravitacionais poderiam causar a colisão de dois dos três corpos, ou poderiam lançar um dos corpos para fora do sistema para sempre – uma possível fonte de “planetas rebeldes” que não orbitam nenhuma estrela, Quarles disse. Na verdade, o caos de três corpos pode ser tão comum no espaço que os cientistas estimam que possa haver 20 vezes mais planetas rebeldes como existem estrelas em nossa galáxia.
Quando tudo mais falhar, os cientistas podem usar computadores para aproximar os movimentos dos corpos num sistema individual de três corpos. Isso torna possível prever o movimento de um foguete lançado em órbita ao redor da Terra ou prever o destino de um planeta em um sistema com múltiplas estrelas.
Com todo esse tumulto, você pode se perguntar se alguma coisa poderia sobreviver em um planeta como aquele apresentado no “Problema dos 3 Corpos” da Netflix, que – alerta de spoiler – está preso em uma órbita caótica em torno de três estrelas no Sistema Alfa Centaurinosso sistema solarvizinho mais próximo.
“Não creio que nesse tipo de situação seja um ambiente estável para a evolução da vida”, disse Ross. Esse é um aspecto da série que permanece firmemente no reino da ficção científica.