Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần IV - Lý thuyết dây và cấu trúc của không thời gian
Chương 12 Cuộc tìm kiếm lý thuyết - m (4)
Việc tìm hiểu chuyển động của trái đất trong hệ mặt trời cho ta một ví
dụ kinh điển về cách sử dụng lý thuyết nhiễu loạn. Ở những khoảng cách
lớn như vậy, ta chỉ cần xét lực hấp dẫn, nhưng nếu như không dùng các
phép gần đúng tiếp nữa thì các phương trình vẫn còn cực kỳ phức tạp...
Một ví dụ kinh điển về lý thuyết nhiễu loạn
Việc tìm hiểu chuyển động của trái đất trong hệ mặt trời cho ta một ví dụ
kinh điển về cách sử dụng lý thuyết nhiễu loạn. Ở những khoảng cách lớn
như vậy, ta chỉ cần xét lực hấp dẫn, nhưng nếu như không dùng các phép
gần đúng tiếp nữa thì các phương trình vẫn còn cực kỳ phức tạp. Chắc bạn
còn nhớ rằng, theo cả Newton lẫn Einstein, mọi vật đều tác dụng lên các
vật khác một lực hấp dẫn và điều này nhanh chóng dẫn tới một trận giằng
co của các lực hấp dẫn vô cùng phức tạp và không thể xử lý được về mặt
toán học giữa Trái đất, Mặt trời, Mặt trăng, các hành tinh và về nguyên tắc,
tất cả các thiên thể khác. Và chắc bạn cũng hình dung được rằng, không thể
tính hết những ảnh hưởng đó và xác định được chuyển động chính xác của
trái đất. Thực tế, chỉ cần có ba thiên thể tham gia thôi là các phương trình
đã trở nên phức tạp tới mức cho tới lúc này cũng chưa có ai giải được một
cách chính xác
.
Tuy nhiên, chúng ta vẫn có thể tiên đoán rất chính xác chuyển động của trái
đất trong hệ Mặt trời bằng cách sử dụng phương pháp nhiễu loạn. Khối
lượng rất lớn của Mặt trời so với các thành viên khác trong thái dương hệ
và khoảng cách từ nó đến trái đất rất ngắn so với khoảng cách từ trái đất
đến tất cả các ngôi sao khác, khiến cho mặt trời có ảnh hưởng mạnh nhất
đến chuyển động của trái đất. Và như vậy, chúng ta sẽ có một ước tính gần
đúng tốt bằng cách chỉ xét ảnh hưởng hấp dẫn của mặt trời. Đối với nhiều
mục đích, thì gần đúng này là đủ rồi. Trong trường hợp cần thiết, ta có thể
hoàn thiện thêm đánh giá gần đúng đó bằng cách lần lượt tính thêm ảnh
