The Three-body Problem from Pythagoras to Hawking

این کتاب که برای خوانندگان عمومی نوشته شده است، مشکل سه جسم را در زمینه تاریخی بررسی و توضیح می‌دهد تا به آخرین پیشرفت‌ها در فیزیک محاسباتی و نظریه گرانش برسد. مسئله سه جسم یکی از قدیمی‌ترین مسائل علم است و حتی در فیزیک و نجوم امروزی نیز بسیار مرتبط است.

تاریخ طولانی این مسئله از فیثاغورث تا هاوکینگ به موازات تکامل ایده‌ها در مورد فیزیکی ما است. جهان، با تاکید ویژه بر درک گرانش و نحوه عملکرد آن بین اجرام نجومی. قدیمی ترین مشکل سه پیکره نجومی این سوال است که ماه و خورشید چگونه و چه زمانی در کنار زمین قرار می گیرند تا خسوف ایجاد کنند. هنگامی که نیوتن گرانش جهانی را کشف کرد، فهمیدن اینکه چرا این سه جسم علیرغم کششی که از یکی به دیگری اعمال می شود، یک سیستم پایدار را تشکیل می دهند، بلافاصله مشکل شد. در واقع، این یک سوال بزرگ بود که آیا این سیستم اصلاً در درازمدت پایدار است یا خیر.

ریاضی‌دانان برجسته بیش از دو قرن به این مشکل حمله کردند، بدون اینکه به یک پاسخ قطعی برسند. معرفی کامپیوترها در نیم قرن اخیر این مطالعه را متحول کرده است. در حال حاضر پاسخ های بسیاری پیدا شده است در حالی که سؤالات جدیدی در مورد مشکل سه بدن مطرح شده است. یکی از جدیدترین پیشرفت‌ها در درمان مسئله نسبیت عام اینشتین است، نظریه جدید گرانش که بهبودی بر نظریه نیوتن است. اکنون می‌توان مشکل سه سیاه‌چاله را حل کرد و یکی از اساسی‌ترین قضایای فیزیک سیاهچاله، قضیه بدون مو، را به واسطه هاوکینگ و همکارانش آزمایش کرد.

This book, written for a general readership, reviews and explains the three-body problem in historical context reaching to latest developments in computational physics and gravitation theory. The three-body problem is one of the oldest problems in science and it is most relevant even in today’s physics and astronomy.

The long history of the problem from Pythagoras to Hawking parallels the evolution of ideas about our physical universe, with a particular emphasis on understanding gravity and how it operates between astronomical bodies. The oldest astronomical three-body problem is the question how and when the moon and the sun line up with the earth to produce eclipses. Once the universal gravitation was discovered by Newton, it became immediately a problem to understand why these three-bodies form a stable system, in spite of the pull exerted from one to the other. In fact, it was a big question whether this system is stable at all in the long run.

Leading mathematicians attacked this problem over more than two centuries without arriving at a definite answer. The introduction of computers in the last half-a-century has revolutionized the study; now many answers have been found while new questions about the three-body problem have sprung up. One of the most recent developments has been in the treatment of the problem in Einstein’s General Relativity, the new theory of gravitation which is an improvement on Newton’s theory. Now it is possible to solve the problem for three black holes and to test one of the most fundamental theorems of black hole physics, the no-hair theorem, due to Hawking and his co-workers.