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얽히고 설키는 3개의 중력 삼체문제
유용하 기자 입력 2024-04-04 01:35 업데이트 2024-04-04 01:35 글씨 크기 조절 프린트 공유하기 댓글 0 넷플릭스 SF시리즈 ‘삼체’ 인기에 천체물리학 관심 뉴턴 중력이론은 2개 천체 기준 1개 더 추가 땐 궤도 예측 어려워 “신이 굽어살펴”
비과학적 해석도 이미지 확대삼체문제는 3개의 질점 또는 물체가 중력 아래서 어떤 상호작용을 하며 운동을 하는 것인지를 밝히는 것이 핵심이다. 네이처 제공 삼체문제는 3개의 질점 또는 물체가 중력 아래서 어떤 상호작용을 하며 운동을 하는 것인지를 밝히는 것이 핵심이다.
네이처 제공 중국 SF 작가 류츠신(61)이 쓴 ‘삼체’를 원작으로 하는 넷플릭스 시리즈 ‘삼체’가 지난달 21일 공개된 이후 전 세계적으로 화제가 되고 있다. 3부로 구성된 원작의 1부 제목은 ‘삼체문제’(Three-Body Problem)다. 삼체문제는 아이작 뉴턴의 중력 방정식이 나올 때부터 거론됐던 주제로 천체물리학에서 난제로 유명하지만 이번 시리즈가 나오기 전까지는 대중들에게 잘 알려지지 않았다.
뉴턴이 1687년 발표한 ‘자연 철학의 수학적 원리’(프린키피아)에서 처음 소개한 ‘만유인력의 법칙’을 보면 “모든 질점(質點)은 두 점을 가로지르는 선을 따라 존재하는 다른 모든 질점을 힘으로 끌어당긴다. 이 힘은 두 상호작용하는 질점 사이의 질량의 곱에 비례하며, 두 질점 사이 거리의 제곱에 반비례한다”고 설명한다. 천체의 지름은 그들 거리와 비교한다면 무척 작다.
많은 계산에서 천체들은 질량을 가진 점 형태로 표시되기 때문에 ‘질점’이라고 부른다. 어쨌든 중력 법칙으로 행성 가속도, 행성 궤도의 형태, 행성의 진로, 혜성의 운동, 빛의 굴절 등을 설명할 수 있었다. 이미지 확대삼체가 만들어 낼 수 있는 대표적인 궤도 운동의 사례. 사이언스 제공 삼체가 만들어 낼 수 있는 대표적인 궤도 운동의 사례. 사이언스 제공 여기서 보듯 뉴턴의 중력 이론은 물체의 위치나 질량, 구성 성분, 크기에 상관없이 ‘두 천체’ 사이에 작용하는 인력 방향과 크기를 말해 준다.
그러나 여기에 제3의 질점이 개입되면 엄청나게 복잡해진다. 바로 ‘삼체문제’다. 삼체문제의 핵심은 세 질점이 중력 아래에서 어떤 운동을 하는지를 파악하는 것이다. 태양계는 태양과 행성, 행성 주변을 도는 여러 개의 위성, 소행성으로 이뤄진 다체 시스템이다. 수학적으로 두 천체 이외 제3의 천체를 고려하면 다른 천체에 의한 중력이 작용해 행성은 타원궤도로 돌기가 어렵게 된다.
그래서 뉴턴 이후 18세기 과학자들은 추가적 힘 때문에 지구가 태양으로 끌려가거나 태양계 밖으로 밀려날 것을 걱정했다. 뉴턴이 삼체 이상의 문제에 대한 해법을 찾는 대신 “전능한 신이 태양계를 굽어살피고 있다”는 비과학적 해석을 했던 이유이기도 하다. 18세기 프랑스 수학자 피에르시몽 드 라플라스는 ‘천체 역학론’이라는 책에서 태양계 중력 방정식을 발표했다. 그는 섭동이론이라는 것을 이용해 일단 중력을 일으키는 원인이 하나라는 가정하에 1차 해를 구하고 작은 중력을 일으키는 행성을 더해 2차, 3차 해를 구해 원래 해를 수정하는 식으로 삼체문제를 해결하려고 시도했다.
이 해법은 오차도 엄청나게 커진다는 단점이 있었다. 이미지 확대중국에서 운영하는 세계 최대 전파망원경 ‘톈옌’(天眼)의 모습. 축구장 30개를 합한 25만㎡ 면적에 46만개의 반사 디스크로 외계 생명체의 흔적과 우주의 기원을 찾는 목적을 갖고 있다. 넷플릭스 ‘삼체’에 등장하는 홍안기지의 실제 모델이다. 위키피디아 제공
중국에서 운영하는 세계 최대 전파망원경 ‘톈옌’(天眼)의 모습. 축구장 30개를 합한 25만㎡ 면적에 46만개의 반사 디스크로 외계 생명체의 흔적과 우주의 기원을 찾는 목적을 갖고 있다. 넷플릭스 ‘삼체’에 등장하는 홍안기지의 실제 모델이다. 위키피디아 제공
19세기 후반 프랑스 수학자 앙리 프앵카레는 1890년에 발표한 논문에서 기존 결정론적 우주관과 다르게 행성운동은 카오스적이며 삼체문제의 일반해는 구하기가 굉장히 어려운 만큼 통계적으로 접근해야 한다고 제안했다. 삼체문제가 난제이기는 하지만 풀 수 있는 방법이 아예 없는 것도 아니다. 세 번째 물체가 다른 두 물체와 비교해 매우 작다고 가정한 뒤 근사법을 이용해 방정식에서 아예 없는 것처럼 취급하면 세 물체의 운동을 거의 정확하게 설명할 수 있다. 이런 식으로 풀 수 있는 삼체문제는 태양과 목성, 목성의 위성이나 소행성으로 이뤄진 3행성계 운동이 대표적 사례다. 또 삼체문제에 여러 제한 조건을 더해 풀어내는 특수해도 있다.
질량이 같은 3개의 물체가 8자 궤도를 따라 움직인다고 할 때 8자 궤도의 교차점에서 중력이 절묘하게 조화를 이룬다는 것이다. 그렇지만 이 해법은 수학적으로만 가능할 뿐 실제 현실 우주에서는 아직 거의 발견되지 않았다. ‘라그랑주 오일러 방정식’, ‘브룩 헤농 방정식’도 대표적인 삼체문제 특수해법이다. 과학자들이 오랫동안 삼체문제에 관심을 가진 이유는 실증적 측면이 아니더라도 자연현상의 수학적 이해와 고전역학과 양자역학의 수학적 배경을 공유할 수 있는 흥미 있는 주제이기 때문이다.
https://www.seoul.co.kr/news/society/science-news/2024/04/04/20240404019001
메모 2404_041227, 062244 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
https://jl0620.blogspot.com/2024/04/three-entangled-gravitational-three.html
에 접속해보니, 한글 메모가 안보여 다시 기억더듬어 재편해본다.
영문은 번역본이라 한글 원보으로 번역되는데는 많은 오차가 있다. 그래서 모바일에 남겨진 메모를 다시 편집하게 되었다.
1.
중력이 4대 기본 힘들 중에서 가장 작은 힘으로 우주의 거대한 물체들을 움직이게 하는 원리는 수평대에서 우주의 지름의 길이 때문이다. 우주의 지름x질량= 원자핵의 지름x질량~강력:중력, 약력:중력, 전자기력:중력?의 비례식 때문이다. 허허.
그래서 qpeoms를 중력장이라 정의역()함은 거리는 우주적인 2d이여도 양자역학적 힘(중력)의 영역이기 때문이다. 어허.
참고1.
중력( gravity)은 질량을 가진 모든 물체 사이에 작용하는 상호 인력으로, 현재까지 알려진 네 개의 기본 상호작용 가운데 하나이다. 중력은 기본 상호작용 중 가장 약하며, 강력보다는 10^38배, 전자기력보다는 10^36배, 약력보다는 10^29배 약하다. 따라서, 중력은 아원자 입자 규모에서는 별다른 영향을 미치지 못하지만, 천문학적 규모에서는 행성, 항성, 은하의 운동과 빛의 경로를 결정하는 가장 중요한 상호작용이다.따라서 중력은 천체에 의한 물체의 붙잡힘, 천체들의 궤도나 우주 전체의 구조와 진화 과정에서 중요한 역할을 한다.
소스1.
뉴턴이 1687년 발표한 ‘자연 철학의 수학적 원리’(프린키피아)에서 처음 소개한 ‘만유인력의 법칙’을 보면 “모든 질점(質點)은 두 점을 가로지르는 선을 따라 존재하는 다른 모든 질점을 힘으로 끌어당긴다. 이 힘은 두 상호작용하는 질점 사이의 질량의 곱에 비례하며, 두 질점 사이 거리의 제곱에 반비례한다”고 설명한다. 천체의 지름은 그들 거리와 비교한다면 무척 작다. 많은 계산에서 천체들은 질량을 가진 점 형태로 표시되기 때문에 ‘질점’이라고 부른다. 어쨌든 중력 법칙으로 행성 가속도, 행성 궤도의 형태, 행성의 진로, 혜성의 운동, 빛의 굴절 등을 설명할 수 있었다.
2.
나의 우주론의 질량들은 msbase로 표현된다. 그 기본단위는 질점이며 qpeoms의 질점의 값은 1이다. 거대한 평면에 origin.ms가 질점의 기본단위가 지그재그로 중첩된 거대질량이다. 허허. 삼체문제는 3개의 질점을 수평대 위에 놓은 3갈래 막대이다. 3개의 힘은 두힘이 작용하는 뉴톤의 중력공식에 따른다. 하나가 무척 가벼워야 한다. 그 가벼운 물질은 우주의 끝에 있는 qpeoms의 질점의 값은 1이다. susqer의 양자얽힘이 그곳에 있어서 초현실적 우주 여행이 가능해진다.
나는 전자기파의 전체 파장 범위를 msbase의 배열로 본다. 중력에 중력파가 있는 경우 중력파는 서스킨트컷 정수의 qpeoms 그리드에 배치된 물체일 가능성이 높으며, 이는 전자기파로 볼 때 더 명확하게 구별됩니다. 삼체 문제를 포함한 다체 문제에 대한 간단한 해법도 제시된다.
특히, 매우 가벼운 질량을 갖는 삼체 문제의 제3자는 qpeoms(xyz)=1이므로 거대 객체의 고유 질량은 거대 객체의 msbase.oss 표면에 균형점을 갖게 된다. 구체. 이는 삼체(0을 포함한 세 개의 물체) 문제가 궁극적으로 2체(두 개의 물체) 문제로 해결되는 독특한 중력 현상이다. 일반적인 우리 우주의 중력은 2체 뉴턴의 중력공식으로 제한적일 수 있다.
올바른 해를 찾았다면 무한한 다체 oss에 대한 답은 서로 다른 질량에 대한 msbase.sphere 구조의 개체를 가져야 한다. 이는 해법들이 모두 달라야 하며, 객체처럼 분리되어 있어도 궁극적으로 동일한 값(msbase)을 가져야 함을 의미한다.
두 개 이상의 다물체 구의 반지름이 다르더라도 표면과 중심축이 동일하면 임의의 점 사이에서 '다른 중력 값을 가질 수 없다'. 아무리 회전축이 복잡해도 두 행성과 별의 질량 조합에는 '독특한 magicsum.value'가 존재한다'는 결론이 나온다.
그러므로 아인슈타인의 중력법칙이 삼체 문제에 대한 명쾌한 답을 제시하지 못한다면, 뉴턴과 아인슈타인의 중력법칙 역시 수많은 중력법칙 중 하나일 수 있다.
우주를 이처럼 2체 뉴턴 중력 법칙으로만 해석된다면 그것은 우리 우주에만 국한될 수도 있다. 다중우주의 다체 문제에도 적용되어야 할 보편적인 법칙이 있지 않을까?
중력의 의미는 '뉴턴의 중력과 아인슈타인의 중력 외'에 셀 수 없이 많은 다른 중력이 있을 수 있다는 뜻이다. 이에 대해 msbase와 qpeoms는 그 이유를 쉽게 설명한다. 이는 우주의 많은 신비한 사건들이 '완전히 다른 중력 방식으로 해석되어야 한다'는 것을 의미한다.
Memo 240404_1227, 1632 My thought experiment qpeoms storytelling
The principle that gravity moves massive objects in the universe with the smallest force among the four basic forces is due to the length of the diameter of the universe on the horizontal plane. This is because of the proportional equation: diameter x mass of the universe = diameter x mass of the atomic nucleus ~ strong force: gravity, weak force: gravity, electromagnetic force: gravity? haha.
Therefore, the definition of qpeoms as a gravitational field is because it is the area of quantum mechanical force (gravity) even though the distance is a cosmic 2d. Uh huh.
Note 1.
Gravity is the mutual attraction that acts between all objects with mass, and is one of the four basic interactions known to date. Gravity is the weakest of the fundamental interactions, 10^38 times weaker than the strong force, 10^36 times weaker than the electromagnetic force, and 10^29 times weaker than the weak force. Therefore, gravity has no significant effect at the scale of subatomic particles, but at the astronomical scale it is the most important interaction that determines the movement of planets, stars, and galaxies and the path of light. Therefore, gravity is the capture of objects by celestial bodies and the celestial bodies. It plays an important role in the structure and evolution of the universe's orbit and the entire universe.
Source 1.
The ‘Law of Universal Gravitation’, which Newton first introduced in ‘Mathematical Principles of Natural Philosophy’ published in 1687, states that “every particle attracts all other substances along a line crossing two points with a force. “This force is proportional to the product of the masses between the two interacting particles and inversely proportional to the square of the distance between them.” The diameters of celestial bodies are very small compared to their distances. In many calculations, celestial bodies are represented as points with mass, so they are called ‘mass points’. In any case, the law of gravity was able to explain planetary acceleration, the shape of the planet's orbit, the path of the planet, the motion of comets, the refraction of light, etc.
One.
The masses in my cosmology are expressed in msbase. The basic unit is the point, and the value of the point in qpeoms is 1. On a huge plane, origin.ms is a huge mass where the basic units of matter are overlapped in zigzags. haha.
The three-body problem is a three-pronged stick with three points placed on a horizontal beam.
The three forces follow Newton's gravitational formula where two forces act. It is proportional to the product of the masses between two interacting particles and inversely proportional to the square of the distance between the two particles.
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Newton-Einstein two-body gravity (optimized effectiveness)
Newton's gravity cannot solve the three-body problem. So does Einstein's gravity solve the three-body problem? Well, that's fine. Newton's gravity may be a local law unique to the laws of the universe, limited to two massive masses. It is just the law of horizontal scales.
Einstein's law of gravity may be a little different, but even if space-time is dented by the weight of mass, it is nothing more than mass on a horizontal bar placed in a bowl of water. In that case, it would also be difficult to solve the three-body problem.
One.
Now I see the entire wavelength range of electromagnetic waves as an array of msbases. If gravity has gravitational waves, then gravitational waves are likely to be objects placed on the qpeoms grid of suskindcut integers, which are more clearly distinguished when viewed as electromagnetic waves. haha. Simple solutions are also presented for many-body problems, including the three-body problem.
In particular, the third party of the three-body problem, which has a very light mass, has qpeoms(xyz)=1, so the intrinsic mass of the proportional giant object has a balance point on the msbase.oss surface of the giant sphere. This is a unique gravitational phenomenon in which the three-body (three objects including 0) problem is ultimately solved by the two-body (two objects) problem. The gravity of our universe, which is less general, may be limited.
If they have found the correct solution, the answer to the infinite many-body oss should have objects of msbase.spherical structure for different masses. This means that the solution processes must all be different, and even though they are separated like objects, they must ultimately have the same value (msbase). Even if two or more multi-body spheres have different radii, if their surfaces and central axes are the same, 'they cannot have different gravity values' between arbitrary points. No matter how complicated the rotation axis is, the conclusion is that 'a unique magic sum value exists' in the combination of the masses of two planets and stars.
Therefore, if Einstein's law of gravity does not provide a clear answer to the three-body problem, Newton's and Einstein's laws of gravity may also be one of the many laws of gravity. haha. If the universe is interpreted by this one law, it may be limited to our universe. Isn't it a universal law that should be applied to the many-body problem in the multiverse? The implication of gravity is that there can be countless other gravities other than Newton's gravity and Einstein's gravity. msbase and qpeoms easily explain the reason. haha. This means that many mysterious events in the universe ‘need to be interpreted using a completely different method of gravity.’ haha.
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