04 octubre 2007

Tres cuerpos.

El problema de los tres cuerpos es uno de los problemas más conocidos de la Teoría del Caos. Es muy sencillo de exponer: un sistema gravitacional formado por únicamente 3 cuerpos que interaccionan gravitatoriamente.
Parece muy sencillo, pero no hay una solución analítica que nos permita definir las posiciones exactas de los tres cuerpos transcurrido un tiempo arbitrariamente grande. Por supuesto sí que hay métodos numéricos, es decir, se puede aproximar dicha posición tanto como queramos. Pero hay un problema...
Una de las características de los problemas dentro del marco de la Teoría del Caos es que una variación infinitesimal en las condiciones iniciales producen desviaciones enormes en las características del sistema tras un tiempo determinado. Una variación tendiente a cero en las condiciones iniciales genera un margen de error tendiente a infinito en un tiempo finito. Chungo.

Vayamos a la parte divertida. Gracias a Migui os presento un simulador del problema de los tres cuerpos. Muy limitado, cierto, no simula la realidad pero sí algunas condiciones (podéis ver la explicación en el propio simulador). Jugad primero con un planeta cambiando algunas condiciones iniciales (masa del sol 1, posición del cuerpo) y ved qué trayectorias describe. Luego poned 4 planetas, unas condiciones que os gusten y ved qué ocurre. En la ayuda os dice que entre planeta y planeta hay una variación del 1% en la velocidad inicial. Observad cómo al principio las trayectorias se parecen y tras unas pocas órbitas comienzan a diverger, y terminan por parecer completamente independientes. Y tened en cuenta que el simulador no hace interactuar a los planetas entre sí, en realidad es muy simplificado.

El problema de los N cuerpos se resuelve numéricamente con la aproximación necesaria cada vez que se envía una sonda al espacio interplanetario. Las sondas Voyager, por ejemplo, utilizaron el impulso gravitacional de varios planetas para salir del Sistema Solar, y para ello hay que calcular con la precisión necesaria la órbita que seguirá la sonda al verse afectada por la gravedad de todos los cuerpos relevantes del Sistema Solar en cada momento.

¡Divertíos!

Voy a editar antes de que alguien me llame la atención. Como ya he dicho es un problema simplificado, y una de las cosas que resulta obvia a la vista es que los soles están fijos. Eso hace que no sea el problema de los 3 cuerpos, sino un juego gravitatorio parecido y divertido de simular. Si queréis algo más aproximado, realmente un problema de los tres cuerpos aunque limitado para poder extraer una solución analítica, pasaos por esta bonita página (gracias, Ontu).

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