Mengenal 3 Body Problem, Permalasahan Astrofisika yang Populer Gara-Gara Serial Netflix

JAKARTA – Permasalahan 3 Benda atau 3 Body Problem menjadi sebuah pembahasan bidang astrofisika yang populer belakangan ini dengan tayangnya serial Netflix yang diadaptasi dari novel fiksi ilmiah dengan judul yang sama. Banyak yang bertanya-tanya mengenai apa itu 3 Body Problem dan mengapa ini begitu signifikan dalam bidang sains.  

Dilansir Geeky Gadgets, 3 Body Problem adalah permasalahan yang signifikan dalam astrofisika, yang terkait dengan interaksi gravitasi yang kompleks antara tiga benda langit. Secara sederhana, tiga objek langit yang berdekatan, yang memiliki orbit dan gravitasi masing-masing, saling mempengaruhi satu sama lain.  

Besarnya gravitasi salah satu dari ketiganya berpotensi menarik benda langit yang lebih kecil saat berdekatan ketika berada pada orbit masing-masing. Fenomena ini menyebabkan perilaku orbital yang tidak dapat diprediksi dan kacau, sehingga sulit untuk memprediksi pergerakan mereka secara akurat dari waktu ke waktu. 

Ini berpotensi menyebabkan orbit salah satu benda langit tersebut harus mengalah, membuatnya terlempar dari sistem, atau orbit yang kacau menyebabkan benda langit berada terlalu dekat dengan benda langit lain dalam sistem tersebut.  

Komplikasi 3 Body Problem telah menarik memikat para ilmuwan selama berabad-abad, mendorong mereka untuk mengembangkan strategi matematika inovatif dan teknik komputasi untuk mengungkap misterinya.  

Eksplorasi tentang 3 Body Problem dimulai dengan karya terobosan Sir Isaac Newton, yang menetapkan hukum dasar gerak dan gravitasi universal.  

Hukum Newton memberikan kerangka yang kuat untuk memahami dinamika dua benda yang berinteraksi, seperti Bumi dan Bulan. Namun, saat benda ketiga diperkenalkan dalam interaksi tersebut timbul kerumitan yang bahkan dianggap menakutkan oleh Newton. 

Kehadiran pengaruh gravitasi tambahan mengganggu orbit yang dapat diprediksi dan menimbulkan kekacauan pada sistem. Hal ini menandai dimulainya pengakuan terhadap 3 Body Problem dan membuka peluang bagi generasi ilmuwan masa depan. 

Selama bertahun-tahun, seiring dengan kemajuan mekanika angkasa, begitu pula teknik matematika untuk mengatasi masalah tiga benda. Matematikawan dan fisikawan telah mengembangkan berbagai pendekatan untuk mendapatkan wawasan tentang perilaku rumit sistem tiga benda.  

Salah satu strategi penting adalah teori perturbasi, yang dipelopori oleh ahli matematika seperti Lagrange. Teori perturbasi membantu memperkirakan dampak benda ketiga pada sistem dua benda dengan memperlakukan benda ketiga sebagai gangguan kecil.  

Dengan menerapkan metode perturbatif, ilmuwan dapat memperoleh solusi perkiraan dan memprediksi perilaku sistem dalam jangka pendek. Namun, perkiraan ini tidak memberikan solusi jangka panjang yang tepat karena sifat interaksi yang kacau. 

Implikasi Praktis 

Masalah 3 Body Problem bukan sekadar keingintahuan teoretis; ini memiliki implikasi praktis yang signifikan dalam berbagai konteks astrofisika. Di alam semesta yang sangat luas, interaksi tiga benda terjadi di mana-mana.  

Sistem bintang biner, di mana dua bintang mengorbit satu sama lain, dapat dipengaruhi oleh keberadaan planet terdekat atau bintang ketiga. Tarikan gravitasi benda ketiga dapat mengganggu orbit bintang biner, sehingga menyebabkan perilaku yang kompleks dan tidak dapat diprediksi. Memahami interaksi ini sangat penting untuk mengungkap dinamika sistem bintang serta pembentukan dan stabilitas sistem planet. 

Apalagi, masalah tiga benda ini berimplikasi pada eksplorasi luar angkasa dan misi satelit. Saat meluncurkan pesawat ruang angkasa atau satelit, perencana misi harus mempertimbangkan pengaruh gravitasi beberapa benda langit.  

Sistem Bumi-Bulan-Matahari, misalnya, menghadirkan masalah tiga benda yang harus diperhitungkan dalam desain lintasan dan manuver orbit. Memprediksi pergerakan pesawat ruang angkasa secara akurat dalam sistem seperti itu sangat penting untuk keberhasilan misi dan menghindari tabrakan atau penyimpangan yang tidak diinginkan dari jalur yang direncanakan. 

Bahkan variasi atau perubahan yang sangat kecil pada posisi awal atau kecepatan ketiga benda langit tersebut dapat menghasilkan hasil yang sangat berbeda seiring berjalannya waktu. Sensitivitas ini membuat prediksi jangka panjang hampir tidak mungkin dilakukan, karena ketidakpastian kecil pada keadaan awal tumbuh secara eksponensial, sehingga perilaku sistem tidak dapat diprediksi melampaui titik tertentu. 

Kehadiran kekacauan dalam sistem tiga benda menimbulkan keterbatasan mendasar pada kemampuan kita membuat prediksi yang tepat. Meskipun model matematika dan simulasi komputasi dapat memberikan wawasan berharga mengenai perilaku jangka pendek sistem, evolusi jangka panjang tetap tidak dapat diprediksi. Kesadaran ini mempunyai implikasi besar terhadap pemahaman kita tentang alam semesta dan batas-batas prediktabilitas dalam sistem yang kompleks. 

Terlepas dari tantangan yang ditimbulkan oleh 3 Body Problem, masalah ini tetap menjadi bidang penelitian aktif di bidang astrofisika. Para ilmuwan terus mengeksplorasi teknik matematika baru, metode komputasi, dan model teoretis untuk mendapatkan wawasan lebih dalam mengenai fenomena kompleks ini. Meskipun solusi pasti untuk sistem tiga benda secara umum masih sulit dipahami, kemajuan telah dicapai dalam memahami skenario spesifik dan kasus-kasus terbatas. 

Selain itu, kemajuan dalam kekuatan komputasi dan algoritma numerik telah memungkinkan para peneliti untuk mensimulasikan sistem tiga benda dengan akurasi yang lebih tinggi dan skala waktu yang lebih lama. Simulasi ini memberikan wawasan berharga mengenai evolusi sistem dalam jangka panjang dan membantu mengidentifikasi pola dan tren yang mungkin tidak terlihat hanya dari metode analisis. 

Penelitian yang sedang berlangsung juga berfokus pada penerapan 3 Body Problem pada fenomena astrofisika tertentu. Misalnya, dinamika sistem bintang biner dengan pendamping ketiga, pembentukan dan stabilitas sistem planet, serta perilaku galaksi dalam gugus, semuanya melibatkan interaksi tiga benda.  

Dengan mempelajari sistem ini melalui perspektif 3 Body Problem, para ilmuwan bertujuan untuk mengungkap proses fisik yang mendasarinya dan mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang alam semesta. 

(Rahman Asmardika)