I moti quasi periodici del sistema solare e la stabilità I: Dagli epicicli al punto omoclino di Poincaré
Giorgilli, Antonio
Bollettino dell'Unione Matematica Italiana, Tome 10-A (2007), p. 55-83 / Harvested from Biblioteca Digitale Italiana di Matematica

Si illustra il problema della stabilità del sistema solare prendendo in considerazione alcuni aspetti che hanno avuto un ruolo preponderante nello sviluppo storico delle nostre conoscenze. La nota comprende due parti. Nella prima si illustrano i metodi classici e si termina con il lavoro di Poincaré. La seconda tratta gli studi condotti negli ultimi 50 anni.La prima parte della nota inizia con i tentativi di ricondurre la dinamica planetaria allo schema dei moti quasi periodici, in sostanza gli epicicli della teoria classica. In questo contesto si inserisce il metodo di Lindstedt che viene illustrato applicandolo all'equazione di Duffing. In tal modo si introduce uno dei maggiori problemi della teoria classica: il ruolo delle risonanze che si manifesta sotto la forma di termini secolari o di piccoli divisori che compaiono negli sviluppi in serie delle soluzioni dell'equazione. Infine si discute la scoperta del comportamento caotico di alcune orbite, dovuta a Poincaré, illustrando in dettaglio il fenomeno dell'intersezione omoclina.

The problem of stability of planetary motion is revisited with the aim of illustrating some emerging aspects from the historical development of our know- ledge. The note is divided in two parts. The first one is concerned with the classical methods and ends up with the work of Poincaré. The second one deals with the discoveries of the last 50 years.The first part of the note starts with the attempts to represent the motions of the planets as being quasiperiodic, actually by means of epicicles as in the classical theories. In this framework the Lindstedt's expansion method is illustrated by applying it to Duffing's equation. This introduces the main problem of classical astronomy, namely the role of resonances that shows up in either form of secular terms or of small divisors in the series expansions of the solutions of the equation. Then the discovery of the chaotic behaviour of orbits by Poincare� is recalled by illustrating in some detail the phenomenon of homoclinic intersections.

Publié le : 2007-04-01
@article{BUMI_2007_8_10A_1_55_0,
     author = {Antonio Giorgilli},
     title = {I moti quasi periodici del sistema solare e la stabilit\`a I: Dagli epicicli al punto omoclino di Poincar\'e},
     journal = {Bollettino dell'Unione Matematica Italiana},
     volume = {10-A},
     year = {2007},
     pages = {55-83},
     zbl = {1277.70015},
     mrnumber = {2320481},
     language = {it},
     url = {http://dml.mathdoc.fr/item/BUMI_2007_8_10A_1_55_0}
}
Giorgilli, Antonio. I moti quasi periodici del sistema solare e la stabilità I: Dagli epicicli al punto omoclino di Poincaré. Bollettino dell'Unione Matematica Italiana, Tome 10-A (2007) pp. 55-83. http://gdmltest.u-ga.fr/item/BUMI_2007_8_10A_1_55_0/

[1] Barrow-Green, J., Poincaré and the three body problem, American Mathematical Society (1997). | MR 1415387 | Zbl 0877.01022

[2] Eliasson, L. H., Absolutely convergent series expansion for quasi-periodic motions, report 2-88, Dept. of Math., Univ. of Stockolm (1988), poi pubblicato su MPEJ2 (1996), 1-33. | MR 1399458

[3] Galilei, Galileo, Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Tolemaico e Copernicano (1632), Le Opere di Galileo Galilei, Ed. Nazionale diretta da Antonio Favaro, Vol. VII, Tipografia di G. Barbera, Firenze (1897).

[4] Gallavotti, G., Twistless KAM tori, Comm. Math. Phys.164 (1994), 145-156. | MR 1288156

[5] Gallavotti, G., Quasi periodic motions from Hipparcus to Kolmogorov, Rendiconti Accademia dei Lincei, Matematica e applicazioni, 12 (2001), 125-152. | MR 1898455 | Zbl 1072.85001

[6] Gyldén, H., Untersuchungen über die Convergenz der Reigen, welche zur darstellung der Coordinaten der Planeten angewendet werden, Acta9 (1887), 185-294. | MR 1554717

[7] Hénon, M. - Heiles, C., The applicability of the third integral of motion: some numerical experiments, Astron. J. 69 (1964), 73-79. | MR 158746

[8] Kolmogorov, A. N., Preservation of conditionally periodic movements with small change in the Hamilton function, Dokl. Akad. Nauk SSSR, 98 (1954), 527. | MR 68687 | Zbl 0056.31502

[9] Lindstedt, A., Beitrag zur integration der differentialgleichungen der differentialgleichungen der störungstheorie, Mém. Acad. Imp. des sciences St. Pétersbourg, XXXI N.4 (1883). | Zbl 15.0983.02

[10] Moser, J., Convergent series expansions for quasi-periodic motions, Math. Ann.169 (1967), 136-176. | MR 208078 | Zbl 0149.29903

[11] Poincaré, H., Sur le probléme des trois corps et les èquations de la dynamique, Acta Mathematica (1890). | Zbl 22.0907.01

[12] Poincaré, H., Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste, Gauthier-Villars, Paris (1892); recentemente ristampato da Blanchard (1987). | MR 926907

[13] Whittaker, E. T., A treatise on the analytical dynamics of particles and rigid bodies, London (1970). | MR 10813