← portfolio soniclab
VSM Cantus · dossier v2 · gevalideerd

Het drie-lichamen-probleemToetsen op gevalideerde banen — waar een vorm-raamwerk het raakt en waar het eerlijk ophoudt

Vooraf, eerlijk. Dit lost het drie-lichamen-probleem niet op — Poincaré's niet-integreerbaarheid staat onaangeroerd. Het toetst of een vorm-invariantie-raamwerk (Curve Firmus / VSM) er iets meetbaars over zegt, op numeriek gevalideerde banen: REBOUND/IAS15 (Rein & Liu 2012; Rein & Spiegel 2015), energiebehoud ≤1,5×10−10, geijkt tegen literatuurresultaten (figuur-8-periode; Szebehely & Peters 1967). Eén hypothese wordt gefalsifieerd; de voorspelbaarheidsgrens wordt gemeten in plaats van beweerd.

CORRECTIE T.O.V. v1

De chaotische cijfers in v1 (divergentie-tabel, chaos-rijen van de horizon-toets) bleken numerieke artefacten: de RK4-integrator verloor bij de nauwe passages tot 8600% van de energie. Op gevalideerde banen is de divergentie ~50× milder dan v1 toonde (×2,7 bij t=10, niet ×4,6×107), is de chaos tijdelijk (na de uitstoot regulier), en is de macro-uitkomst reproduceerbaar. De kwalitatieve conclusies overleven; de kwantitatieve zijn hier opnieuw gemeten. v1 blijft bewaard als les.

0 De grond — wat "opgelost" betekent

Gegeven drie massa's onder onderlinge zwaartekracht, voorspel de beweging.

Drie niveaus. (1) Algemene gesloten vorm — bewezen onmogelijk (Poincaré 1890; hier werd de chaostheorie geboren). (2) Convergente reeks — Sundman (1912): bestaat, praktisch waardeloos (~108 000 000 termen). (3) Speciale banen + numeriek — per geval. De vraag hier is bescheidener: beschrijft een vorm-raamwerk de structuur, en waar houdt dat op?

V Numerieke validatie — eerst het gereedschap, dan de claims

Twee testgevallen met bekende grondwaarheid; integrator IAS15 (adaptief, 15e orde), géén softening.

toetsresultaatreferentie / criterium
energiebehoud, hele run t=0..100max |ΔE/E| = 1,5 × 10−10machineprecisie-klasse
nauwste passage (zonder softening)5,97 × 10−3adaptief opgelost
figuur-8-periode (velocity-Verlet, |ΔE/E|~10−6)6,32606,32591 — afwijking 0,00%
uitstoot Pythagoras-probleemm=3 hyperbolisch vanaf t ≈ 60,7Szebehely & Peters 1967: finale ontmoeting ~60, ontsnapping ~70
tolerantie-robuustheid (ε 10−9 vs 10−11)zelfde uitkomst: r≈96,5 · Erel≈+2,35macro-uitkomst reproduceerbaar
Waarom dit eerst moet: dezelfde toetsen met vaste-stap RK4 + softening gaven energiefouten tot 8600% bij de nauwe passages — en daarmee kwantitatief onbruikbare "chaos". Elke claim hieronder staat op de gevalideerde banen.

1 De figuur-8 — de geordende getuige

Drie even zware lichamen op één baan (Moore 1993; Chenciner & Montgomery 2000): exact, stabiel, periodiek — drie lichamen, géén chaos.

volle stippen = één moment · bleke = andere momenten · zwarte lijn = de gedeelde baan · periode hier teruggevonden op 0,00%

Tegenover hem het Pythagorische 3-4-5-probleem (Burrau 1913): drie ongelijke massa's uit rust — chaotisch, eindigend in een binair (m=4, m=5) plus uitstoot van m=3. Samen scheiden ze "aantal lichamen" van "chaos".

2 Chaos gemeten, niet beweerd — MEGNO en Lyapunov

Via de variatievergelijkingen (meebewegende verstoring), gebonden fase t < 60.

maatε=10−9ε=10−11interpretatie
MEGNO ⟨Y⟩5,87,3≫ 2 ⇒ formeel chaotisch
λmax (eindige tijd)0,0730,097orde-consistent; chaos varieert per venster
tlyap = 1/λ13,810,3één e-macht foutgroei per ~10–14 tijdseenheden

Gemeten divergentie van een 10−9-verstoring (beide banen gevalideerd): ×2,7 bij t=10 · ×8,1 bij t=20 · ×850 bij t=40. Met λ≈0,08 kost één decimaal cijfer voorspelbaarheid ~29 tijdseenheden. En: de chaos is transiënt — na de uitstoot (t≈61) is het systeem regulier (binair + vrije ontsnapper). Dat verklaart wáárom de macro-uitkomst reproduceerbaar is: λ·teject ≈ 5 e-machten laat een 10−9-fout slechts tot ~10−7 groeien.

De zuivere formulering van de grens: in een chaotische fase koopt betere beginprecisie slechts logaritmisch toekomst — Δthorizon = ln(precisiewinst)/λ: elke ×10 precisie ≈ +29 tijdseenheden hier. In een geordende baan (figuur-8, ellips) koopt precisie algebraïsch: de horizon groeit als een macht van de meetdichtheid. Dát is de muur — en hij staat op λ > 0, niet op het getal drie.

3 Toets — het meet-recept: het heden is exact af te lezen

Anker een 0.0 (barycentrum — het altijd noodzakelijke "vierde"). Drie discrete metingen; het tweede verschil geeft de versnelling = de netto-invloed:

a(t) ≈ [ x(t−h) − 2·x(t) + x(t+h) ] / h² = Σⱼ G·mⱼ · (rⱼ − r) / |rⱼ − r|³
tgemeten a (3 punten)exact a (Newton)rel. fout
1,00(−0,173, −0,227)(−0,175, −0,225)1,0 %
2,00(−1,372, +0,600)(−1,376, +0,593)0,5 %
3,00(−0,964, −0,085)(−0,962, −0,082)0,3 %
Bevestigd (op de gevalideerde figuur-8). De fout krimpt met de meetafstand; de som ontbindt naar de bronnen (t=2: 83% / 17%). Finite-difference-versnelling + de logica van Gauss' baanbepaling (Ceres, 1801), van de grond af herafgeleid. Het heden — inclusief "vanwaar de invloed" — is volledig reconstrueerbaar uit meting; de toekomst valt onder de λ-grens hierboven.

4 Toets — Curve Firmus: bindt de vorm-invariantie?

Dezelfde τ-extractie die op speculatiecycli (τ=0,74±0,07, N=10) en RRab-sterren (τ=0,24, N=97) bond — nu op gevalideerde banen.

baan / signaalτ_pieknkarakter
figuur-8, paar-afstanden + Kuramoto-R0,500 ± 0,00132exact symmetrisch
Pythagoras, gebonden fase (IAS15)0,504 ± 0,24565breed verstrooid — bindt nérgens
alles samen0,503 ± 0,20097binnen 0,50: 57% · 0,74: 5% · 0,24: 3%
Gefalsifieerd, met scherper beeld dan v1. De geordende baan is exact tijdssymmetrisch (τ=0,500); de chaotische bindt nergens (35% bij 0,50 · 8% bij 0,74 · 5% bij 0,24). Geen van beide draagt de scheefheid van speculatie (0,74) of RRab (0,24). Dezelfde methode bond elders wél — de test discrimineert. De vorm-invariantie stopt hier; een gemeten grens is winst, geen verlies. Methodische kanttekening: de min→min-excursiemethode duwt gladde periodieke signalen naar 0,5 — voor de geordende baan is "exact 0,500" dus deels methode-eigen; het chaotische verstrooiingsbeeld niet.

5 Fluïde lezing — de drie lichamen als polyritme

De drie paar-afstanden als continue ritmes (microtonaliteit · gamelan/kolotomiek · polyritmiek) — nu op de gevalideerde banen.

GEORDEND — figuur-8 (2 perioden)commensurabel · de gamelan sluit
rood d₁₂ · blauw d₁₃ · geel d₂₃ — commensurabele ritmes die interlocken
0.010.1110100uitstoot t≈61CHAOTISCH — Pythagoras, IAS15-gevalideerd (log)binair (blauw-geel laag) + ontsnapper klimt weg
log-schaal, t=0..100 — vóór t≈61: onregelmatige wisselingen (transiënte chaos); erna: binair ritme (laag) + weglopende ontsnapper

Polyritmiek is hier letterlijk: drie omloopfrequenties tegen elkaar, en de chaos ontstaat uit resonantie-overlap (Chirikov). De continue lezing is verwant aan Laskars frequentie-analyse, waarmee de stabiliteit van het zonnestelsel echt wordt onderzocht. Rijker heden — geen stap voorbij de λ-horizon.

6 Narekening — gedempte-oscillatorkern (Unified) en akoestiek (Seabird)

Mariens oscillator Ẋ+2γẋ+ω²x=F(t) (Lorentz-piek, breedte γ/π) en de Seabird-engine, als onafhankelijke instrumenten op dezelfde vraag: is er een coherente mode?

objectmaatwaardecoherente mode?
figuur-8 (geordend)Lorentz-fitQ ≈ 10 · r² = 0,50ja — smalle lijn op een kam
Pythagoras, gebonden fase (IAS15-gevalideerd)Lorentz-fitr² = 0,688zwakker dan gedacht — zíe correctie
Seabird: studio_a → cathedralRT60 / Q@1kHz0,41–3,72 s / 87–1320ja — hoog-Q modes
Tweede correctie t.o.v. v1 — tegen mijn eigen wens in. Op de gevalideerde chaos is r² = 0,688, niet ≈0 zoals de kapotte RK4-run gaf. De nette "mode vs geen-mode"-tweedeling houdt dus niet: ook de chaotische fase heeft een dominante Lorentz-achtige piek (de gemiddelde ontmoetings-cadans). Het onderscheid is gradueel (Q ≈ 10 & scherp vs breder & lager), niet binair. Bovendien: een periodiek signaal is een lijnenkam, geen enkele Lorentz — de figuur-8-r²=0,50 is zélf al zwak. Conclusie: de akoestiek/oscillator-analogie is suggestief maar draagt geen harde uitspraak. Seabird berekent géén baan; op deze grond is de mode-analogie een illustratie, geen bewijs — en dat is precies wat validatie hoort te doen: een te mooie claim ontmantelen.

Conclusie

Het drie-lichamen-probleem is niet opgelost — Poincaré staat. Wat gemeten is: het is geen kennisprobleem van het heden (de invloed per moment is exact af te lezen, §3), maar een voorspelbaarheidsprobleem van de toekomst, deterministisch en zonder ruis-term. De grens is nu gemeten in plaats van beweerd: MEGNO ≈ 6–7, λ ≈ 0,07–0,10, tlyap ≈ 10–14 — precisie koopt in chaos logaritmisch toekomst, in orde algebraïsch (§2). De chaos is hier bovendien transiënt en de macro-uitkomst (uitstoot m=3, t≈61–70) reproduceerbaar en conform Szebehely & Peters 1967. De vorm-invariantie van Curve Firmus bindt niet (§4): geordend exact symmetrisch, chaotisch nergens — een gefalsifieerde hypothese op gevalideerde grond. De mode-analogie (§6) blijkt op gevalideerde grond gradueel, niet binair — een illustratie, geen extra bewijs. Eén ding is in v2 ook gecorrigeerd: de v1-divergentiecijfers waren integratorfout, geen natuur — de eerlijkheid daarover is onderdeel van het resultaat.

numeriek: REBOUND 5.0 / IAS15 (Rein & Liu 2012; Rein & Spiegel 2015), energiebehoud ≤1,5×10−10, geen softening; figuur-8 velocity-Verlet |ΔE/E|≤10−6, periode geijkt op 0,00% · chaos-diagnose via MEGNO/variatievergelijkingen · τ-extractie identiek aan de scharnier-toets · herhaalbare scripts: drie_lichamen_rebound.py · drie_lichamen_validatie.py · drie_lichamen_v2_dump.py · drie_lichamen_dossier_v2.py (+ v1-scripts bewaard)
Marinus Jacobus Hogerheijde · CC BY 4.0 · 2026-07-06 · dossier v2 (v1 bewaard, correctie gedocumenteerd)