一般三体问题的古典积分的一些性质

“三体问题”就是三个质点在万有引力作用下如何运动的问题。 十个古典积分所界定曲全部运动作为一个整体——这集合用M⁸表示,它所具有的性质,对于三体问题的研究有基本的重要性,M⁸表示利用已知积分降阶后的8阶运动方程的全部解,根据具体特点,方程还可降成7阶,这时全部解的集合用M⁷表示,G.D.Birkhoff称M⁷为既约运动状态流形,它的性质多年来一无所知,现提出如下结果: 对于固定的面积积分常数c,设常距离的Lagrange等边三角形特解和共线特解相应于能量E₀,E₁,E₂和E₃,则 对c≠0,当能量E由大变小时,M⁷由一个连通集分裂为两个、三个连通分支;E₁,E₂E₃为分裂的临界值,E₀为单复连通改变的临界值;对c=0,M⁷化为一特殊的子流形M₀⁵,它总是连通的。 对于平面三体运动的子流形M⁵,这结果可以显著改进,并可以具体提供一部分拓朴构造。 以上结果表明,在一般情形下(c≠0),三体的能量小于一定数值min E_i时,任何运动都具备这样的特征:其中两体相对第三体而言永远保持邻近,前人的结果只提供了有这种特征的运动存在的可能(概率不为零)。 本文结果是“事物都是一分为二的”一个例证,在古典积分这一个同一层次上,不同的条件下,三体运动也是一分为二的。