Експерти обсъждат физиката и математиката в сериала "Задачата за трите тела"

Ваня Милева Последна промяна на 16 април 2024 в 00:00 8329 0

Кредит Илюстрация, създадена с помощта на AI Dream от НаукаOFFNews

Научнофантастичният телевизионен сериал 3 Body Problem (Задачата за трите тела), най-новият от създателите на "Игра на тронове" от HBO, се превърна в най-гледаното шоу в Netflix от дебюта си миналия месец. Основан на бестселъра трилогията "Спомен за миналото на Земята" (Remembrance of Earth's Past) на китайския инженер и писател Цъсин Лиу (Cixin Liu), "Задачата за трите тела" запознава зрителите с напреднали концепции във физиката в съчетание с една вълнуващата история, включваща разследваща полицейска работа, международни интриги и надвисналата заплаха от извънземна инвазия.

Поредицата се фокусира върху учените, докато се опитват да разрешат мистерия, която обхваща десетилетия, континенти и дори галактики. Това означава, че "Задачата за трите тела" хвърля на публиката някои доста сложни концепции от квантовата механика и астрофизиката, докато понякога буквално се опитва да пренесе тези идеи на земята.

Премиерата на първия сезон в стрийминг платформата Netflix бе на 21 март 2024 г.

Самото име на филма идва от задачата на трите тела, математическа задача във физиката, която вълнува учените от векове и дълго време е смятана за неразрешима.

Какво точно представлява задачата с трите тела и защо все още е неразрешима?

Джонатан Блазек (Jonathan Blazek), асистент по физика в Североизточния университет, обяснява, че системите с два обекта, упражняващи гравитационна сила един върху друг, независимо дали са частици или звезди и планети, са предвидими. Учените са успели да разрешат тази задача с две тела и да предскажат орбитите на обектите от времето на Исак Нютон. Но веднага щом се добави трето тяло, цялата система се хвърля в хаос.

"За разлика от математическите прогнози за движенията на системи с две тела, като Земя-Луна или Земя-Слънце, задачата с трите тела няма аналитично решение, обяснява физикът Джордже Минич (Djordje Minic) от Вирджинския политехнически институт и държавен университет, накратко Вирджиния Тех (Virginia Tech).

"В края на 19-ти век работата на великия френски математик Анри Поанкаре върху задачата с трите тела ражда това, което е известно като теория на хаоса и концепцията за "ефекта на пеперудата"."

Динамична визуализация на система с три тела. Кредит: Wikipedia

"Проблемът със задачата за трите тела е твърдението, че ако имаме три тела, гравитиращи едно към друго съгласно закона за гравитацията на Нютон, няма общо решение в затворена форма за тази ситуация", отбелязва Блазек. "Малките различия се засилват и могат да доведат до изключително непредсказуемо поведение в бъдеще."

И сериалът "Задачата за трите тела", и книгата на Цъсин Лиу, показват задачата с трите тела в действие - това е история за извънземни, които живеят в слънчева система с три слънца. Тъй като и трите звезди упражняват гравитационни сили една върху друга, те в крайна сметка хвърлят слънчевата система в хаос, докато са в хаотична орбита една спрямо друга. За трисоларанците, името на тези извънземни, това означава, че когато слънцето бъде изхвърлено далече, тяхната планета замръзва, а когато слънцето е се е преместило изключително близо до тяхната планета, тя става много гореща. Още по-лошо, поради задачата с трите тела, тези движения са напълно непредвидими.

Колко близо до науката е сериалът "Задачата за трите тела"

И все пак колко тясно се придържа историята на сериала "Задачата за трите тела" към науката, на която се основава?

Шейн Рос (Shane Ross), аерокосмическият инженер и експерт по математика от Virginia Tech, коментира волностите, които историята допуска, представяйки науката.

"Няма известни конфигурации от три масивни звезди, които биха могли да поддържат дълго хаотична, неустойчива орбита", обяснява Рос. "Имаше голям пробив преди около 20 години, когато бе открито решение с фигура осмица на задачата с трите тела, при което три звезди с еднакъв размер се преследват една друга по траектория с форма на осмица. Всъщност Цъсин Лиу посказва това решение в своите книги. Надграждайки тази разработка, други математици намериха други решения, но във всеки случай движението не е хаотично."

Рос уточнява: "Още по-малко вероятно е четвърто тяло, планета, да бъде на орбита около тази система от три звезди, колкото и хаотично да е – то или ще се сблъска с едно от телата, или ще бъде изхвърлено от системата. Следователно ситуацията в книгата би била решение на "задачата на четирите тела", което, мисля, не е съвсем подходящо за заглавие."

"Освен това стабилен климат е малко вероятен дори на планета, подобна на Земята. При последното преброяване има поне сто независими фактора, които са необходими за създаването на подобна на Земята планета, която да поддържа живота, какъвто го познаваме", отбелязва Рос.

"Имахме щастието да разполагаме с около 10 000 години от най-стабилния климат в историята на Земята, което ни кара да мислим, че стабилността на климата е норма, докато всъщност тя е изключение. Вероятно не е случайно, че това е съвпаднало с възхода на развита човешка цивилизация."

Кредит: Изображение, генерирано от AI

Може ли в бъдеще орбитите на планетите да ни създадат проблем

Системи с три тела и повече тела има из цялата вселена, но няма нужда да търсим по-далече от нашата слънчева система.

Връзката между Слънцето, Земята и нашата Луна е система от три тела. Но Блажек обяснява, че тъй като Слънцето упражнява много по-голяма гравитационна сила върху Земята и Земята прави същото върху Луната, това създава двойка системи от две тела със стабилни, предвидими орбити - засега.

Блазек обяснява, че въпреки че нашата слънчева система изглежда стабилна, няма гаранция, че ще остане такава в далечното бъдеще, защото има още системи с множество тела. Малки промени като астероид, който се сблъсква с една от луните на Юпитер и променя орбитата му много леко, може в крайна сметка да доведе до по-големи промени.

Това не означава, че човечеството ще се сблъска с криза като тази, на която са изправени трисоларанците в "Задачата за трите тела". Тези промени се случват изключително бавно, но Блазек казва, че това е още едно напомняне защо тези концепции са интересни и важни както в науката, така и в научната фантастика.

"Не мисля, че нещо ще се случи във времевата скала на нашия живот или дори вероятно на нашия вид – имаме по-големи проблеми от нестабилността на орбитите в нашата слънчева система", коментира Блазек. "Но за милиарди години, през такъв период не може да знаем дали орбитите ще останат такива, каквито са в момента. Има голяма вероятност да се случи някаква нестабилност, която да промени начина, по който изглеждат нещата в Слънчевата система."

Източници:

What is the '3 Body Problem'? Astrophysicist explains concept behind hit Netflix show, Cody Mello-Klein, Northeastern University

Problems with 3 Body Problem? Experts discuss physics, mathematics behind hit Netflix show, Virginia Tech

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !