Может ли существовать планета из сериала 'Задача трех тел'
Впервые я столкнулся с задачей о трех телах 60 лет назад в рассказе американского писателя-фантаста Фредерика Брауна "Планета - сумасшедшее место". В рассказе Брауна Плейсет - это планета, вращающаяся по восьмеричной орбите вокруг двух звезд, одна из которых состоит из обычной материи, а другая - из антиматерии. Близость двух звезд приводит к тому, что время и пространство чудесным образом искажаются, так что Плейсет может затмевать сам себя. Но, что интересно, предполагается, что орбита стабильна и предсказуема. Эпическая трилогия китайского писателя-фантаста Лю Цысиня "Воспоминание о прошлом Земли" возвращается к представлениям о том, что может произойти, когда три небесных тела вращаются по орбитам друг вокруг друга. Первая часть, "Проблема трех тел", была экранизирована Netflix в виде сериала. Первые сцены "Проблемы с тремя телами", действие которых разворачивается в Пекине в первые дни культурной революции, особенно впечатляющи. У персонажей сериала есть недостатки — ученые обладают высоким интеллектом, но их амбиции, недостатки и страхи слишком очевидны.
В сюжете "Проблемы с тремя телами" рассказывается об инопланетной расе, известной как трисоляриане, населяющей планету, вращающуюся вокруг ближайшей звездной системы, известной как Альфа Центавра. Она состоит из трех звезд, которые движутся по постоянно меняющимся орбитам, заставляя планету за считанные минуты переходить от сильного холода к обжигающей жаре. Движение звезд непредсказуемо, поэтому жители Трисолярии не могут предвидеть наступление так называемых хаотических эпох, которые приведут к разрушению окружающей среды по всей планете. Интересно, что Альфа Центавра на самом деле представляет собой тройную звездную систему, состоящую из двух звезд, которые обращаются на близком расстоянии друг от друга в течение почти 80 лет, и гораздо более удаленной третьей звезды. Это сильно отличается от системы, представленной в "Задаче о трех телах". Итак, можем ли мы представить себе систему, в которой звезды расположены так близко друг к другу на своих орбитах, что их движение становится случайным?
Ответ лежит в основе теоретической физики. Исаак Ньютон, как известно, решил задачу о двух телах для системы Земля-Луна в 1660-х годах, поэтому мы можем предсказать орбиту Луны с необычайной точностью. Немного удивительно, что это работает так хорошо, потому что мы игнорируем солнце, что превратило бы это в проблему трех тел. Хитрость в решении этой проблемы (одной из многих) заключается в том, что мы можем найти решение, подходящее для взаимодействия Земли и Луны, а затем добавить эффект солнца, который оказывается незначительным. Мы многому научились со времен Ньютона. Общего решения задачи о трех телах не существует: мы не можем записать формулу, описывающую, как три тела будут двигаться в целом. Мы обнаружили целый ряд особых случаев; возможна даже восьмеричная орбита вымышленного объекта. Кроме того, телескоп Джеймса Уэбба был изобретательно установлен, чтобы предложить еще одно решение проблемы трех тел. Он вращается вокруг Солнца, за пределами лунной орбиты Земли, поэтому его можно максимально защитить от радиации.
Задача о трех телах является сложной, но понятной для компьютера. Космологи используют компьютерный анализ для построения все более сложных моделей эволюции Вселенной от почти полностью однородного начала до ее нынешней стадии. Обычно эти модели работают с более чем 10 миллиардами тел. Так почему же нас должна интересовать такая обыденная вещь, как три тела? Потому что, если у нас есть система из трех объектов, массивных и расположенных довольно близко друг к другу, их движение хаотично. Это означает, что, несмотря на то, что мы можем почти точно определить, что с ними происходит в течение короткого периода времени, в долгосрочной перспективе это становится непредсказуемым. Но обратите внимание, что я не сказал вам, что означает "длинный" и "короткий" в данном контексте. Мы можем получить представление об этом, если посмотрим на погоду, другую хаотическую систему и, в частности, на ураганы. Мы можем точно предсказать, где ураган обрушится на сушу, за 12 часов до наступления — за два дня мы можем сделать приблизительный прогноз, но за неделю это невозможно. Когда три небесных тела движутся по орбите, они танцуют по небу необычайно сложным образом. У нас нет возможности угадать, где каждое из этих тел может оказаться через 1000 лет.
Их может даже не быть поблизости: есть примеры, когда одна из звезд в полиаморной тройке могла бы полностью исчезнуть, оставив после себя систему из двух звезд. В "Задаче о трех телах" проблема заключается в том, что орбиты приводят к изменению климата, по сути, без предупреждения. Это характерно для ситуации другого рода, так называемой стохастической проблемы. Классический пример - пьяный, пытающийся найти дорогу к двери, когда за каждым шагом следует другой в случайном направлении. Вы не можете предсказать, куда приведет его следующий шаг, но вы можете сказать, что в конце концов он достигнет двери. Немного пугает тот факт, что такие системы лежат в основе нашей цивилизации, о чем свидетельствуют колебания фондового рынка. Но звезды — и климат, который они создают, — не стохастичны. Вымышленная Альфа Центавра, на которой обитают трисоляриане, представляет собой хаотическую систему, которая может быть точно предсказуема в краткосрочной перспективе, но непредсказуема в течение тысяч лет. Но для них было бы гораздо проще предсказать это, чем вторгнуться на Землю. Как и во многих других произведениях научной фантастики, наслаждайтесь ими ради художественной литературы, а не ради науки.
