El famoso problema de los tres cuerpos se remonta a Isaac Newton en la década de 1680. Los estudios sobre el problema de los tres cuerpos llevaron al descubrimiento de la llamada dependencia de sensibilidad de la condición inicial (SDIC) de los sistemas dinámicos caóticos. Hoy dia, Las dinámicas caóticas son ampliamente consideradas como la tercera gran revolución científica en física en el siglo XX. comparable a la relatividad y la mecánica cuántica. Por lo tanto, Los estudios sobre el problema de los tres cuerpos tienen una importancia científica muy importante.

En 1890, Poincaré determinó que las trayectorias de los sistemas de tres cuerpos no suelen ser periódicas, es decir, no se repite. Esto puede explicar por qué es tan difícil obtener las órbitas periódicas de los sistemas de tres cuerpos. En los 300 años transcurridos desde que se reconoció por primera vez el problema de los tres cuerpos, sólo se han encontrado tres familias de órbitas periódicas. En 2013, Suvakov y Dmitrasinovic [ Phys. Rev. Lett. 110, 114301 (2013)] hizo un gran avance, hallar 13 nuevas órbitas periódicas distintas que pertenecen a 11 nuevas familias del problema newtoniano planar de tres cuerpos con igual masa y momento angular cero. Ahora, dos científicos, XiaoMing Li y ShiJun Liao en la Universidad Jiaotong de Shanghai, Porcelana, han determinado con éxito 695 familias de órbitas periódicas del mismo sistema newtoniano planar de tres cuerpos utilizando la supercomputadora TH-2 en Guangzhou, Porcelana. Sus resultados han sido publicados en CIENCIA CHINA-Física Mecánica y Astronomía . Los videos de estas órbitas están disponibles aquí.

Estas 695 órbitas periódicas incluyen la conocida familia en forma de ocho encontrada por Moore en 1993, las 11 familias encontradas por Suvakov y Dmitrasinovic en 2013, y más de 600 nuevas familias informaron por primera vez. Los dos científicos utilizaron la llamada simulación numérica limpia (CNS), una nueva estrategia numérica para simulaciones confiables de sistemas dinámicos caóticos propuesta por el segundo autor en 2009, que se basa en un alto orden de series de Taylor y múltiples datos de precisión, más una verificación de convergencia / confiabilidad. El CNS puede reducir los errores de truncamiento y redondeo de manera tan eficaz que el ruido numérico es insignificante durante un intervalo de tiempo suficientemente largo. por tanto, se pueden obtener órbitas más periódicas del sistema de tres cuerpos.

Según lo informado por Montgomery en 1998, cada órbita periódica en el espacio real del sistema de tres cuerpos corresponde a una curva cerrada en la llamada "esfera de forma, "que se caracteriza por su topología utilizando el llamado" elemento de grupo libre ". El período promedio de una órbita es igual al período de la órbita dividido por la longitud del elemento de grupo libre correspondiente. Estas 695 familias sugieren que el cuadrado del período promedio multiplicado por el cubo de la energía cinética y potencial total es aproximadamente igual a una constante.La tercera ley de Kepler generalizada revela que el sistema de tres cuerpos tiene algo en común que podría profundizar la comprensión del sistema de tres cuerpos.

Según los científicos, el descubrimiento de las más de 600 nuevas órbitas periódicas se debe principalmente al avance de la informática y al uso de la nueva estrategia de simulación numérica para sistemas dinámicos caóticos, a saber, el SNC. Cabe destacar que mediante el SNC se encuentran 243 nuevas órbitas periódicas del sistema de tres cuerpos. En otras palabras, si se utilizaran algoritmos tradicionales con doble precisión, se perdería aproximadamente el 40 por ciento de las nuevas órbitas periódicas. Esto indica la novedad y originalidad del SNC, ya que cualquier método nuevo debe ofrecer algo novedoso.