Oparta na serii książek Cixina Liu serial science fiction „Problem trzech ciał” przedstawia podejście do złożonych koncepcji mechaniki kwantowej i astrofizyki, w tym problemu trzech ciał.
Nowa produkcja zatytułowana Problem trzech ciał (tyt. oryg. 3 Body Problem), to wysokobudżetowa adaptacja serii książek Cixina Liu, wyprodukowana przez Netflixa i twórców Gry o tron, która przenosi naukę do science fiction. Serial opowiada między innymi o naukowcach próbujących rozwiązać tajemnicę obejmującą dziesięciolecia, kontynenty, a nawet galaktyki. Oznacza to, że Problem trzech ciał rzuca widzom dość skomplikowane koncepcje mechaniki kwantowej i astrofizyki, próbując – czasami dosłownie – sprowadzić te idee na ziemię.
➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Twórcy „Problemu trzech ciał” twierdzą, że 2. sezon może być jeszcze lepszy
Jednak sednem serii jest problem trzech ciał – pytanie, które od wieków nurtuje naukowców.
Czym dokładnie jest „problem trzech ciał” i dlaczego wciąż jest nierozwiązalny? Jonathan Blazek, adiunkt fizyki na Northeastern University, wyjaśnia, że układy składające się z dwóch obiektów wywierających na siebie siłę grawitacyjną, niezależnie od tego, czy są to cząstki, gwiazdy czy planety, są przewidywalne. Naukowcy byli w stanie rozwiązać „problem dwóch ciał” i przewidzieć orbity obiektów od czasów Izaaka Newtona. Ale gdy tylko trzecie ciało wejdzie do miksu, cały system pogrąża się w chaosie.
Czym jest „problem trzech ciał” z naukowego punktu widzenia?
Problem trzech ciał polega na stwierdzeniu, że jeśli 3 ciała przyciągają się do siebie zgodnie z prawem ciążenia Newtona, nie ma ogólnego rozwiązania w postaci zamkniętej dla tej sytuacji. Niewielkie różnice pogłębiają się i mogą prowadzić do niezwykle nieprzewidywalnych zachowań w przyszłości. – tłumaczy Jonathan Blazek.
W serialu Problem trzech ciał, podobnie jak w książce Cixina, jest to rzeczywistość kosmitów żyjących w Układzie Słonecznym z trzema słońcami. Ponieważ wszystkie trzy gwiazdy wywierają na siebie siły grawitacyjne, wpadają one w chaos w Układzie Słonecznym, przemieszczając się tam i z powrotem. Dla Trisolarian (tak nazywają się mieszkańcy tego układu w powieści) oznacza to, że kiedy słońce zostanie wyrzucone daleko, ich planeta zamarza, a kiedy słońce zostanie wyrzucone bardzo blisko ich planety, zostaje spalona. Co gorsza, ze względu na „problem trzech ciał” ruchy te są całkowicie nieprzewidywalne.
Przez stulecia naukowcy zastanawiali się nad tym, jak określić stabilny punkt początkowy dla trzech ciał grawitacyjnych, który dałby przewidywalne orbity. Nadal nie ma uogólnionego rozwiązania, które można by wyciągnąć z teorii i modelować w rzeczywistości, choć ostatnio naukowcy zaczęli szukać potencjalnie kreatywnych rozwiązań, w tym z modelami opartymi na ruchach pijanych osób.
Jeśli chcemy [przewidzieć], co zrobi Układ Słoneczny, możemy umieścić wszystkie planety i tyle asteroid, ile znamy, w kodzie komputerowym i po prostu powiedzieć, że obliczymy siłę między wszystkim i popchniemy wszystko trochę do przodu trochę. To działa, ale jeśli dokonasz pewnych przybliżeń… wszystkie te rzeczy w końcu się załamią, a twoje przewidywania staną się niedokładne.
— mówi Blazek
Blazek twierdzi, że „problem trzech ciał” fascynuje umysły naukowców, ponieważ jest to pozornie prosty problem. Większość uczniów fizyki w szkołach średnich zna prawo grawitacji Newtona i potrafi w rozsądny sposób obliczyć i przewidzieć ruch dwóch ciał.
Czym jest syzygia?
W astronomii syzygia ( /ˈsɪzədʒi/ SIZ-ə-jee; od starogreckiego συζυγία (suzugía) „zjednoczenie, jarzmo”) to konfiguracja w przybliżeniu prostoliniowa trzech lub więcej ciał niebieskich w układzie grawitacyjnym. Słowo to jest często używane w odniesieniu do Słońca, Ziemi i Księżyca lub planety, gdzie ta ostatnia jest w koniunkcji lub opozycji. Zaćmienia Słońca i Księżyca występują w okresach syzygii, podobnie jak tranzyty i zakrycia. Termin ten jest często stosowany, gdy Słońce i Księżyc znajdują się w koniunkcji (księżyc w nowiu) lub w opozycji (księżyc w pełni). Kiedy Ziemia jest jednym z ciał, inne obiekty wydają się znajdować blisko siebie (lub zachodzą na siebie) na niebie.
Układy trzech ciał i więcej niż trzech również pojawiają się w całym wszechświecie, więc pytanie jest niezwykle istotne. Nie trzeba szukać dalej niż w naszym Układzie Słonecznym.
Relacja między Słońcem, Ziemią i naszym Księżycem to też układ trzech ciał. Ale Blazek twierdzi, że skoro Słońce wywiera większą siłę grawitacyjną na Ziemię, a Ziemia robi to samo z Księżycem, tworzy to parę układów składających się z dwóch ciał o stabilnych, przewidywalnych orbitach – na razie.
Blazek twierdzi, że chociaż nasz Układ Słoneczny wydaje się stabilny, nie ma gwarancji, że tak pozostanie w dalekiej przyszłości, ponieważ w grę wciąż wchodzą układy wielociałowe. Małe zmiany, takie jak uderzenie asteroidy w jeden z księżyców Jowisza i choćby niewielka zmiana jego orbity, mogą ostatecznie przerodzić się w większe zmiany.
Nie oznacza to, że ludzkość stanie w obliczu kryzysu podobnego do tego, z jakim borykają się Trisolarianie w serialu Problem trzech ciał. Zmiany te zachodzą niezwykle powoli, ale Blazek twierdzi, że to kolejne przypomnienie, dlaczego te koncepcje są interesujące i ważne, aby myśleć o nich zarówno w nauce, jak i w sferze science fiction.
Nie sądzę, że coś się wydarzy w skali czasu naszego tygodnia, a nawet prawdopodobnie naszego gatunku – mamy większe problemy niż niestabilność orbit w naszym Układzie Słonecznym. Ale, jeśli pomyślisz o miliardach lat, w tym okresie nie wiemy, czy orbity pozostaną takie, jakie są obecnie. Istnieje duża szansa, że wystąpi niestabilność, która zmieni wygląd Układu Słonecznego.
– zaznacza Blazek
W książce Cixina Liu więcej o próbach rozwiązania Problemu Trzech Ciał (oraz różnych teoriach) możesz przeczytać w rozdziale o takim tytule w Opowieści Wei Chenga.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: Phys.org | Northeastern University
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.