12. март 2013.
Велику пажњу светских медиjа привукао изванредни продор у разумевању чувеног Њутновог проблема три тела, до ког су дошли физичари из Србије, Милован Шуваков и Вељко Дмитрашиновић. О каквом је открићу реч?
ШТА СУ ОТКРИЛИ ФИЗИЧАРИ ИЗ СРБИЈЕ?
Два истраживача са Института за физику у Београду, др Милован Шуваков и др Вељко Дмитрашиновић, начинили су продор у 300 година старом изазову који је у физици познат као проблем три тела. Суочивши се на jедан сасвим нови начин са проблемом који је дефинисао још Исак Њутн, Шуваков и Дмитрашиновић су пронашли чак 13 нових фамилиjа решења Њутновог задатка. Њихов рад jе ове недеље обjављен у престижном Physical Review Letters-у, водећем часопису у физици на свету, али jе оваj узбудљив резултат изазвао огромну пажњу пет дана пре него што jе сам часопис изашао из штампе. Наиме, о новом решењу проблема два тела jош у суботу jе известио и Science, а физичари широм света су „провели бесану ноћ“ размишљаjући о резултату, како су у jедном коментару рекли на Универзитету Принстон.
КО СУ ШУВАКОВ И ДМИТРАШИНОВИЋ?
Др Милован Шуваков је виши научни сарадник на Институту за физику у Београду. Рођен у Кули 1979. године, као ученик Математичке гимназије, својевремeно успешан учесник на Међународним олимпијадама из физике, Шуваков је један од најуспешнијих младих физичара који живе и раде у Србији, а само су део школовања провели у иностранству. Шуваков је докторирао на Институту „Јожеф Стефан“ у Љубљани и ради у Лабораторији за физику нелинеарне плазме Института за физику. Поред истраживачког рада, Шуваков је активан и у Истраживачкој станици „Петница“, председник је Друштва за промоцију и популаризацију науке и научни консултант Центра за промоцију науке.
Др Вељко Дмитрашиновић је научни саветник. Рођен је у Сарајеву, где је завршио основне студије физике 1983. године. Докторирао је у Вилијамсбургу, у Сједињеним Америчким Државама. Радио је на Институту за нуклеарне науке у Винчи. Његова област истраживања је физика елементарних честица.
ШТА ЈЕ ПРОБЛЕМ ТРИ ТЕЛА?
Када jе Исак Њутн формулисао законе гравитациjе, одмах jе увидео да се могу егзактно израчунати траjекториjе два тела коjа се гравитационо привлаче, као што jе случаj са Земљом и Сунцем. Показало се да су у таквом случаjу све ограничене траjекториjе периодичне, као и да све имаjу облик елипсе. Међутим, за разлику од два тела, у случаjу три тела коjа се привлаче гравитациjом – када се, на пример, Сунцу и Земљи дода и Месец – ситуациjа постаjе знатно компликованиjа. Ограничене траjекториjе нису нужно периодичне, а проблем се уопште не може егзактно решити.
ЗАШТО СЕ ПРОБЛЕМ ТРИ ТЕЛА ИСТРАЖУЈЕ САМО НУМЕРИЧКИ?
Краjем 19. века немачки математичар Хајнрих Брунс jе доказао да се проблем три тела не може решити аналитички. Но, и пре тога се оваj проблем истраживао само нумерички, а Лагранж и Оjлер су на тај начин пронашли и прву фамилиjу специjалних случаjева код коjих се три тела изнова враћаjу у почетни положаj, jеднако као што Земља у кретњу око Сунца дође у исту позициjу након сваких годину дана. То све наводи француског математичара Поенкареа да каже како „…оно што чини ова периодична решења тако драгоценим за нас, jесте чињеница да су она, такорећи, jедини отвор кроз коjи можемо продрети у место коjе се, до сада, чинило недостижним.“ Будући да су нумеричка истраживања добила замаjац тек након већег развоjа рачунара, прва озбиљниjа потрага за новим периодичним решењима дошла jе седамдесетих година 20. века. Тако се проналазе jош две фамилиjе специjалних случаjева: Брук-Енонова фамилиjа и Мурова фамилиjа облика осмице.
КАКО JЕ У БЕОГРАДУ ОТКРИВЕНО 13 НОВИХ ФАМИЛИJА РЕШЕЊА?
Суочивши се са проблемом три тела на jедан сасвим нови начин, Шуваков и Дмитрашиновић су пронашли чак 13 нових фамилиjа решења Њутновог задатка. Уз то, физичари из Србије су увели и сасвим нову класификацију решења. „Постоjе две методе за класификовање периодичних решења три тела“, каже др Милован Шуваков, објашњавајући да се прва метода коjа користи групу плетеница ниjе испоставила као добра. „Ми смо користили метод предложен од стране америчког математичара Ричарда Монтгомериjа, коjи користи сферу облика. На основу ове класификациjе смо и били у могућности да видимо како имамо потпуно нова решења пошто су сва претходна спадала у три класе”, објашњава Шуваков, додајући да је заједно са колегом Дмитрашиновићем добио 13 нових фамилиjа.
Истражите више о добиjеним орбитама на http://suki.ipb.ac.rs/3body/
КАКО ЋЕ ОВО РЕШЕЊЕ БИТИ ПРИМЕЊЕНО?
Сазнања о новим орбитама у проблему два тела могу имати велику примену у астрономији и више области физике. Готово да нема сумње како ће овај резултат физичара из Србије покренути лавину нових истраживања. „Шира потрага за периодичним решењима може довести не само до повећања каталога свих могућих решења већ и до дубљег разумевања самог проблема што би свакако имало утицаjа и на остале области физике у коjима се оваj проблем jавља“, сматра Шуваков, додајући да су њихова решења ограничена на jедан специфичан случаj када су масе тела исте, што jе реткост у астрономиjи, али да их није тешко проширити. Он очекуjе да посматрачка астрономиjа нађе стварне системе у свемиру у коjима постоји нека од ових фамилиjа решења. „Али не очекуjемо да ће се то десити брзо“, каже Шуваков.
