Afinal, o que é o "Problema de Três Corpos" e será que ele não tem mesmo solução?

O problema de três corpos é uma situação descrita na física na qual três objetos exercem influência sobre uns sobre os outros, ditando suas trajetórias. Embora a descrição possa soar bem simples, Isaac Newton a via como um problemão.

Quando temos um sistema com somente dois corpos, a explicação é muito mais simples: aquele que tiver menos força gravitacional vai girar em torno do outro. Pensemos, por exemplo, na relação entre o nosso planeta e seu satélite natural: como a Terra tem gravidade muito maior, a Lua gira em sua órbita.

Agora, adicionemos um terceiro: o Sol. Neste exemplo, a situação anterior ainda se mantém, mas desta vez os dois corpos celestes menores circundam o maior. Porém, isso só acontece porque as condições são ideais; caso contrário, a coisa toda poderia ser uma bagunça e tanto.

O problemático problema de três corpos

Quando se há dois corpos funcionando em sincronia, ao adicionar um terceiro a situação muda completamente. Os três objetos passam a interagir de forma imprevisível, podendo causar colisões ou até mesmo a ejeção de um dos corpos — o que explica os planetas interestelares ou nômades.

A forma como os três objetos vão interagir depende muito de seus pontos iniciais. No exemplo sobre Sol, Terra e Lua, por conta das condições favoráveis é muito fácil prever seus movimentos. Mas tudo muda se um novo corpo entrar na jogada, exercendo sua gravidade no conjunto antes em harmonia.

Uma explicação bastante interessante sobre o quão imprevisível é a atuação da força gravitacional no problema de três corpos foi dada pelo matemático Shane Ross, da Virginia Tech. Falando ao site Live Science ele comparou o problema da física a uma caminhada no topo de uma montanha. "Com uma simples mudança você pode cair para a direita ou para a esquerda", disse Ross. "São duas posições iniciais muito próximas e podem levar a estados muito distintos", explicou.

Ainda que pareça indecifrável, a verdade é que já foram encontradas soluções para o problema de três corpos.

Decifrando o problema de três corpos

Peguemos agora um exemplo cinematográfico: Tatooine, o famoso planeta apresentado em 1977 no filme Star Wars. Nas telonas, Tatooine é representado como sendo um planeta que gira em torno de dois sóis. Na prática, é um problema de três corpos ideal, já que a distância do planeta em relação às estrelas binárias faz com que o corpo menor circule ao redor dos dois maiores.

Na vida real, já foram encontrados mais de uma dúzia de planetas similares ao fictício mundo de Tatooine. Um ótimo exemplo é Kepler-16b, um planetinha que orbita a estrela binária Kepler-16. Neste caso, uma estrela menor circunda outra muito maior, enquanto o tem sua órbita situada à distância, girando em torno dos outros dois astros.

Casos como o de Tatooine e de Kepler-16b funcionam "desde que você esteja longe o suficiente da central binária", explicou Billy Quarles, dinâmico planetário na faculdade estadunidense Valdosta State University, na Georgia. "O planeta não exerce força suficiente nas estrelas porque sua massa é muito menor, então a situação se torna mais próxima dos casos mais facilmente solucionáveis de problemas de dois corpos", afirmou Quarles ao Live Science.

Outra possibilidade ideal e muito rara, estimada em apenas 1% dos casos, é quando os três corpos se movem em forma de "8", mantendo suas rotas perfeitamente traçadas. Porém, no geral o problema é resolvido naturalmente com uma grande colisão. A movimentação caótica gerada pela maioria dos casos de problema de três corpos faz com que em algum momento dois dos objetos se encontrem, gerando um grande impacto.

Ou então, como dito anteriormente, a força dos outros dois pode expelir o terceiro.