Математическая энциклопедия - трех тел задача

задача о движении трех тел, рассматриваемых как материальные точки, взаимно притягивающихся по закону тяготения Ньютона. Классич. пример Т. т. з.задача о движении системы Солнце Земля Луна. Т. т. а. состоит в нахождении общего решения системы дифференциальных уравнений вида

где xi, yi, zi - прямоугольные координаты тела Mi в нек-рой абсолютной системе координат с неизменными направлениями осей, t - время, mi масса тела М i,a U - силовая функция, зависящая только от взаимных расстояний между телами. Функция Uопределяется соотношением

где взаимные расстояния i, j=1, 2, 3, даются формулой

Из свойств силовой функции выводятся десять первых интегралов уравнений движения в абсолютной системе координат. Шесть из них, называемые интегралами движения центра масс, определяют равномерное и прямолинейное движение центра масс трех тел. Три интеграла моментов количества движения задают неизменную величину и направление вектора момента количества движения системы трех тел. Интеграл энергии определяет постоянную величину полной энергии системы. Г. Брунс (Н. Bruns, 1887) доказал, что уравнения движения Т. т. з. не имеют никаких других первых интегралов, выражающихся с помощью алгебраич. функций от координат и их производных. А. Пуанкаре (Н. Poincare, 1889) доказал, что уравнения движения Т. т. з. не имеют также трансцендентных интегралов, выражающихся через однозначные аналитич. ции. К. Сундман (С. Sundman, 1912) нашел общее решение задачи в виде степенных рядов относительно нек-рой регуляризирующей переменной, сходящихся для любого момента. Однако ряды Сундмана оказались совершенно бесполезными как для качественных исследований, так и для практических вычислений вследствие их крайне медленной сходимости.

Уравнения Т. т. з. допускают пять частных решении, в к-рых все три материальные точки находятся в некоторой неизменной плоскости. При этом конфигурация трех тел остается неизменной, и они описывают кеплеровские траектории с общим фокусом в центре масс системы. Два частных решения соответствуют случаю, когда три тела все время образуют равносторонний треугольник. Это т. н. треугольные решения Т. т. з., или р ешения Лагранжа. Три частных решения, соответствующие расположению всех трех тел на одной прямой, наз. прямолинейными частными решениями Т. т. з., или решениями Эйлера.

Для общего случая Т. т. з. подробно изучены финалъные движения, т. е. предельные свойства движения при и

Частным случаем Т. т. з. является т.