Περιεχόμενα
Το 3 Body Problem του Netflix έκανε πρεμιέρα στις 21 Μαρτίου και υπάρχει πολλή επιστήμη! Η νέα σειρά του Netflix από τον σεναριογράφο Αλεξάντερ Γου και τους καθοδηγητές του Game of Thrones Ντέιβιντ Μπενιόφ και Ντι Μπ. Βάις διασκευάζει μια μπεστ σέλερ τριλογία επιστημονικής φαντασίας του Κινέζου συγγραφέα Λιου Τσιξίν, ενός μηχανικού με υψηλού επιπέδου κατανόηση της φυσικής.
Η ιστορία που εκτυλίσσεται πάνω από το 3 Body του Netflix και τις δύο συνέχειές της, γνωστή και ως σειρά Remembrance of Earth’s Past, κέρδισε αναγνώριση για το όραμά της για ένα μέλλον βασισμένο σε μια ποικιλία ιδεών σχετικά με την κβαντική μηχανική και πώς θα μπορούσαν να επηρεάσουν μια μελλοντική διαστρική υπαρξιακή κρίση.
Στο φανταστικό σύμπαν του 3 Body του Netflix , η μακρινή θεωρία διαδραματίζεται σε πραγματικό χρόνο στις ζωές ενός μακρινού εξωγήινου είδους και στις προσπάθειές του να αλληλεπιδράσει και να επηρεάσει τους ανθρώπους εδώ στη Γη.
Ευτυχώς για το κοινό που δεν είναι ο Αϊνστάιν, η σειρά του Netflix μετατοπίζει μεγάλο μέρος του δράματος μακριά από τον ουρανό στους ανθρώπους – δημιουργεί ακόμη και ένα σωρό εντελώς νέους χαρακτήρες για να μας δώσει ανθρώπους να νοιάζονται ανάμεσα σε όλη τη φυσική. Η σειρά του Γου περιλαμβάνει δύο ακόμη βιβλία μετά το πρώτο μυθιστόρημα.
Η σειρά του Netflix ακολουθεί το πρώτο βιβλίο, στη συνέχεια περιστρέφεται προς τη δική της κατεύθυνση για λίγο πριν μας προετοιμάσει για το δεύτερο βιβλίο. Αυτό που έχουν κοινό και οι δύο είναι μια σμίκρυνση της κβαντικής μηχανικής και της αστροφυσικής που βρίσκονται πίσω από όλα τα δροσερά διαστημικά πράγματα.
Οι ήρωες και οι κακοί είναι όλοι επιστήμονες των οποίων οι αποφάσεις και οι συγκρούσεις υπαγορεύουν την πορεία της ανθρωπότητας τόσο τώρα όσο και στο απώτερο μέλλον. Με τη βοήθεια ενός πραγματικού αστροφυσικού, ας δούμε τα βασικά που πρέπει να γνωρίζετε για να καταλάβετε τι στο καλό συμβαίνει σε αυτή την παράσταση.
Ποιο είναι το πρόβλημα των τριών σωμάτων που αναδεικνύει η σειρά του Netflix και γιατί δεν μπορεί κανείς να το λύσει;
Το πρόβλημα των τριών σωμάτων υπάρχει από τότε που οι άνθρωποι άρχισαν να κατανοούν τη βαρύτητα και πώς λειτουργεί. Πιθανότατα γνωρίζετε ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο επειδή το βαρυτικό πεδίο του ήλιου ασκεί έλξη πάνω από τον πλανήτη μας και όλους τους άλλους στο ηλιακό μας σύστημα.
Είμαστε σε θέση να αλληλεπιδράσουμε με τον ήλιο με αυτόν τον τρόπο, επειδή ως πλανήτες, οι μεμονωμένες βαρυτικές σφαίρες μας είναι όλες λιγότερο ισχυρές από τον ήλιο και καμία δεν είναι αρκετά ισχυρή για να ασκήσει επιρροή η μία στην άλλη. Είναι το ίδιο με το φεγγάρι μας – είναι παγιδευμένο στο βαρυτικό πεδίο της Γης, έτσι επιπλέει παρέα μαζί μας.
Με άλλα λόγια, δύο αντικείμενα των οποίων τα βαρυτικά πεδία αλληλεπιδρούν θα σχηματίζουν πάντα σταθερές τροχιές κατά μήκος μιας προβλέψιμης, αμετάβλητης διαδρομής. Ο Νεύτωνας το κατάλαβε αυτό, μαζί με τον τύπο για την πρόβλεψη των τροχιών τους, το 1687. Μερικές φορές ονομάζεται «το πρόβλημα των δύο σωμάτων».
Εάν επρόκειτο να εισαγάγετε ένα άλλο αστέρι στο μείγμα, πιθανότατα θα καταλήγατε με ένα δυαδικό αστρικό σύστημα – όπου και τα δύο αστέρια σχηματίζουν σταθερές τροχιές γύρω από ένα βαρυτικό κέντρο. Το πιο συνηθισμένο είδος αστέρα είναι αυτό με σταθερό δυαδικό σύντροφο, γεγονός που κάνει τον ήλιο μας, ένα σόλο αστέρι, αρκετά σπάνιο. Τα δυαδικά αστρικά συστήματα μπορούν επίσης να έχουν σταθερούς πλανήτες και αυτοί οι τύποι συστημάτων μπορούν συχνά να χαρτογραφηθούν, να σχεδιαστούν και να προβλεφθούν από αστρονόμους και φυσικούς.
Αλλά αυτό λειτουργεί μόνο με δύο αντικείμενα με βαρυτικές δυνάμεις. Όταν προσθέτετε ένα τρίτο αντικείμενο στο μείγμα, όλα τα στοιχήματα είναι απενεργοποιημένα. Αντί να σταθεροποιείται, το τρίτο στοιχείο δημιουργεί χάος και αναγκάζει τα αντικείμενα να πετούν και να αλληλεπιδρούν με εντελώς απρόβλεπτους τρόπους – να περιστρέφονται στο διάστημα, να συντρίβονται το ένα πάνω στο άλλο ή να αναπηδούν το ένα από τις βαρυτικές σφαίρες του άλλου και να κινούνται σε εντελώς διαφορετικές κατευθύνσεις.
Για να εξηγηθεί γιατί συμβαίνει αυτό, το Vox στράφηκε στον αστροφυσικό Δρ. Τσάρλς Τζ. Χόροβιτς, ο οποίος μου ότι το κλειδί εδώ είναι ο νόμος της διατήρησης της ενέργειας – αυτός είναι που μας λέει ότι η ενέργεια σε ένα κλειστό σύστημα δεν μπορεί ποτέ να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί .
«Η διατήρηση της ενέργειας συνεπάγεται ότι ένας πλανήτης θα περιφέρεται για πάντα γύρω από ένα αστέρι και δεν μπορεί ποτέ να ξεφύγει στο άπειρο», έγραψε ο Χόροβιτς σε ένα email. Με άλλα λόγια, από τη στιγμή που ένας πλανήτης παγιδευτεί μέσα στο βαρυτικό πεδίο ενός άστρου, δεν μπορεί να δημιουργήσει την πρόσθετη ενέργεια που θα χρειαζόταν για να προωθηθεί έξω από αυτό.
«Δύο αστέρια, από την άλλη πλευρά, μπορούν να ανταλλάξουν ενέργεια και ενδεχομένως να εκτοξεύσουν έναν πλανήτη σε τροχιά», δήλωσε ο Χόροβιτς.
Αυτό, λοιπόν, είναι «το πρόβλημα των τριών σωμάτων»: Πώς μπορούμε να σταθεροποιήσουμε τρία βαρυτικά αντικείμενα ή να προβλέψουμε ποιες μπορεί να είναι οι τροχιές τους;
Για αιώνες, οι επιστήμονες δεν ήταν σε θέση να βρουν κανένα σημείο εκκίνησης από το οποίο τα τρία αντικείμενα θα μπορούσαν να σχηματίσουν σταθερές τροχιές σε σχέση μεταξύ τους. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν έρθει πιο κοντά.
Όλο και περισσότερο, χρησιμοποιώντας υπολογιστικούς αλγορίθμους και, σε τουλάχιστον μία περίπτωση, μοντελοποιώντας τις προβλέψεις τους σε μεθυσμένους ανθρώπους, βρήκαμε πολλαπλές λύσεις για να δημιουργήσουμε σταθερότητα μεταξύ των τριών υποθετικών αντικειμένων μας. Αλλά η πλειοψηφία αυτών των λύσεων είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να μοντελοποιηθεί στην πραγματικότητα, οπότε δεν είναι σαφές πόσο καλά λειτουργούν έξω από τη σφαίρα της θεωρίας.
Ποιες είναι οι πιθανότητες για κάθε πολιτισμό που έχει την ατυχία να ζει σε έναν πλανήτη μέσα σε ένα αστρικό σύστημα τριών σωμάτων;
Η κεντρική έπαρση του 3 Body Problem του Netflix είναι ακριβώς αυτό το σενάριο – ένα εξωγήινο είδος σε έναν μακρινό πλανήτη έχει αναπτύξει την ικανότητα να γίνει ένας τεχνολογικά προηγμένος πολιτισμός – αλλά ο πλανήτης του υπάρχει μέσα σε ένα ηλιακό σύστημα με τρεις διαφορετικούς ήλιους.
Λόγω του προβλήματος των τριών σωμάτων, αυτοί οι ήλιοι ασκούν συνεχώς βαρυτικό χάος ο ένας πάνω στον άλλο, πετώντας ο ένας τον άλλον πέρα δώθε στο σύμπαν και στη διαδικασία σπέρνοντας τον κλιματικό όλεθρο στον πλανήτη που βρίσκεται στη μέση. Η εξωγήινη φυλή, που ονομάζεται Τρισολάρς, είδε έτσι τους πολιτισμούς της να αφανίζονται και να καταστρέφονται, ξανά και ξανά, για χιλιετίες.
Το Vox ρώτησε τον Χόροβιτς πόσο πιθανό θα ήταν αυτό το σενάριο και ουσιαστικά υποστήριξε τον συγγραφέα του 3 Body, Λιου Τσιξίν. «Βραχυπρόθεσμα μπορεί να είναι εντάξει», δήλωσε ο Χόροβιτς. «Για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα (ας πούμε, δισεκατομμύρια χρόνια) πολλές τροχιές πλανητών γύρω από δύο αστέρια πιστεύεται ότι είναι ασταθείς».
«Εάν η ζωή χρειάζεται δισεκατομμύρια χρόνια για να εξελιχθεί (όπως συνέβη στη Γη), τότε ένας τέτοιος πλανήτης μπορεί να μην παρέχει ένα κατάλληλο περιβάλλον. Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν ορισμένες διαμορφώσεις των τριών σωμάτων που είναι σταθερές για μεγάλο χρονικό διάστημα και θα μπορούσαν να είναι κατάλληλες για ζωή. Ή η ζωή θα μπορούσε να αναπτυχθεί ή να αποικίσει τον κόσμο πιο γρήγορα», πρόσθεσε.
Αυτή ακριβώς είναι η κατάσταση που αντιμετωπίζουν οι Τρισολάριοι: Από καιρό σε καιρό, τα τρία σώματά τους σταθεροποιούνται για μεγάλες περιόδους, δίνοντας στους πολιτισμούς τους αρκετό χρόνο για να προχωρήσουν γρήγορα και να ανθίσουν. Αναπόφευκτα, όμως, οι σταθερές εποχές δίνουν τη θέση τους σε «χαοτικές εποχές», όταν οι ήλιοι τους ξαναρχίζουν την αστάθεια τους.
Το υπαρξιακό πρόβλημα των Τρισολάριων- το οποίο μια επίλεκτη ομάδα Γήινων τελικά αφιερώνεται στην επίλυση – είναι πώς να γνωρίζετε και να προετοιμάζεστε για μια χαοτική εποχή όταν δεν μπορείτε να προβλέψετε μία. Στην ουσία, ζουν το πρόβλημα των τριών σωμάτων σε πραγματικό χρόνο.
Είναι δυνατόν δύο σωματίδια που βρίσκονται σε όλο το σύμπαν το ένα από το άλλο να ενεργούν ως ένα σώμα και να λαμβάνουν/μεταδίδουν πληροφορίες ταυτόχρονα;
Αυτό το σενάριο μπορεί να ακούγεται απίθανο, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι – και είναι ένα κρίσιμο μέρος της πλοκής του 3 Body Problem του Netflix. Στην εκπομπή, μαθαίνουμε ότι οι Τρισολάριοι είναι σε θέση να κατασκοπεύουν ουσιαστικά τη Γη μέσω της χρήσης ενός πρωτονίου που έχει μεταδοθεί στη Γη για να λειτουργήσει ως ταυτόχρονος δέκτης και πομπός για το δίδυμο πρωτόνιο του, το οποίο παραμένει στο Τρισολάρις.
Αυτό είναι δυνατό μέσω ενός φαινομένου που κάμπτει το μυαλό γνωστό ως κβαντική διεμπλοκή. Οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει αυτή την ιδιότητα σε υποατομικά σωματίδια που ουσιαστικά λειτουργούν ως μία οντότητα, ακόμη και όταν χωρίζονται από δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Στην πραγματικότητα, σημειώνει ο Δρ Χόροβιτς, «είναι ίσως καλύτερο να πούμε ότι τα δύο εμπλεγμένα σωματίδια μοιράζονται τις πληροφορίες παρά να τις λαμβάνουν και να τις μεταδίδουν». Με άλλα λόγια, δεν επικοινωνούν τόσο πολύ μεταξύ τους όσο ταυτόχρονα λαμβάνουν πληροφορίες και από τις δύο τοποθεσίες – παρόλο που βρίσκονται σε εντελώς διαφορετικούς πλανήτες.
Στο 3 Body οι επιστήμονες τοποθετούν χίλιες πυρηνικές βόμβες στο διάστημα και στη συνέχεια τις πυροδοτούν σαν ντόμινο. Αν το δοκιμάσουμε δεν θα έπρεπε να αντιμετωπίσουμε κάποιο είδος γιγαντιαίου ραδιενεργού διαστημικού νέφους;
Αυτό μπορεί να ακούγεται σαν το πιο απίστευτο μέρος της σειράς 3 Body του Netflix – ακόμη και στην παράσταση, όταν ο θαρραλέος κοσμολόγος , Τζιν Τσενγκ, παρουσιάζει την ιδέα στους συναδέλφους της, γελούν μαζί της και απορρίπτουν την ιδέα ως ανόητο παιχνίδι και όχι ως πραγματική επιστήμη.
Στην πραγματικότητα, η ιδέα του Τσενγκ βασίζεται σε ένα πραγματικό φαινόμενο γνωστό ως πυρηνική θερμική πρόωση, που μερικές φορές ονομάζεται πυρηνική παλμική πρόωση. Όπως αποδεικνύεται, η πυρηνική πρόωση παράγει πολύ λίγη ακτινοβολία εάν οι κινητήρες που τη χρησιμοποιούν ενεργοποιούνται στο διάστημα αντί στη Γη – και τα οφέλη περιλαμβάνουν μειωμένη χρήση ενέργειας, μειωμένη έκθεση στην κοσμική ακτινοβολία και ταχύτερους πυραύλους. Το Υπουργείο Ενέργειας έχει ακόμη και μια ιστοσελίδα αφιερωμένη στην προβολή των πλεονεκτημάτων της πυρηνικής πρόωσης.
Αν και η σειρά παρουσιάζει την ιδέα του φαινομένου ντόμινο του Τσενγκ ως τραβηγμένη, οι ΗΠΑ έχουν ιστορικό πειραματισμού με πυρηνική θερμική πρόωση. Όπως εξήγησε ο Χόροβιτς, «το Project Orion, στις αρχές του Ψυχρού Πολέμου, προσπάθησε να αναπτύξει έναν πύραυλο που τροφοδοτείται από μικρές ατομικές βόμβες».
Ωστόσο, αν αναρωτιέστε για όλη αυτή την ακτινοβολία, δεν είστε μόνοι. Η πρώτη έκδοση του Project Orion τελικά ακυρώθηκε επειδή οι επιστήμονες των μέσων του αιώνα δεν ήταν σε θέση να λύσουν το μεγάλο πρόβλημα: τη σχεδόν βεβαιότητα του θανατηφόρου πυρηνικού νέφους που θα προέκυπτε από οποιαδήποτε προσπάθεια εκτόξευσης ενός πυρηνοκίνητου πυραύλου στο διάστημα από τη Γη.
Κρίμα, πραγματικά. «Θα ήταν ένας πολύ καλός πύραυλος», δήλωσε ο Χόροβιτς. Οι σύγχρονες επαναλήψεις του Orion έχουν επικεντρωθεί στην εκτόξευση παρόμοιων πυραύλων από το διάστημα και στον περιορισμό της έκθεσης των αστροναυτών στην ακτινοβολία.
Είναι πραγματικά δυνατό να επεκταθεί κάτι μικροσκοπικό και σημειακό, όπως ένα πρωτόνιο, σε πολλαπλές τεράστιες διαστάσεις στο διάστημα;
Ίσως η πιο δύσκολη πτυχή του 3 Body του Netflix να γίνει αντιληπτή περιλαμβάνει ακριβώς αυτό που κάνουν οι Τρισολάριοι στο προαναφερθέν πρωτόνιο πριν το εκτοξεύσουν στο διάστημα: Ξεδιπλώνουν τις πολλαπλές διαστάσεις του σε μια τεράστια ποσότητα διαστήματος μεγέθους πλανήτη, εγγράφουν έναν γιγάντιο υπερ-υπολογιστή στα επίπεδά του και στη συνέχεια τον αναδιπλώνουν πίσω στο αρχικό μικροσκοπικό του μέγεθος.
Αυτό είναι ένα δύσκολο κατόρθωμα να φανταστεί κανείς, πόσο μάλλον να συλλάβει στην πραγματικότητα. Ωστόσο, αυτή η πρακτική υπάρχει, τουλάχιστον θεωρητικά, ως ιδέα πολυδιάστατης εξέλιξης. Φανταστείτε αυτό με τον τρόπο που μπορείτε να φανταστείτε τη δημιουργία ενός απλού χαρτομάντη. Το σχήμα χαρτιού ξεκινά σχεδόν πλήρως επίπεδο, σε ένα μόνο επίπεδο – αλλά μπορεί να αποσυμπιεστεί για να αποκαλύψει όλο και περισσότερα στρώματα, μέχρι να έχετε ένα τακτοποιημένο εργαλείο μαντείας σχολικής αυλής.
Τώρα φανταστείτε αυτό να συμβαίνει σε μεγάλη κλίμακα και με ακόμη περισσότερες διαστάσεις από τις τρεις που βιώνουμε εδώ στη Γη. Υπάρχουν πολλές διαδικασίες για το πώς να το κάνετε και πολλοί τρόποι για να προσπαθήσετε να δείξετε πώς μπορεί να μοιάζουν τα παραδείγματα στην πραγματικότητα. Το πιο διάσημο παράδειγμα είναι ένα αντικείμενο που οι μαθηματικοί και οι φυσικοί αποκαλούν υπερκύβο ή ψηφιδωτό (όχι, όχι αυτό) – ένα ισοδύναμο κύβου που υπάρχει σε τουλάχιστον τέσσερις διαστάσεις. Εδώ είναι μια προσπάθεια να φανταστεί κανείς πώς μπορεί να μοιάζει:
Οι άνθρωποι έχουν αφιερώσει σημαντικό χρόνο στην προσπάθεια να συλλάβουν την ουσία αυτού.
Ένα διάσημο πρώιμο έργο επιστημονικής φαντασίας, το Flatland: Η Επιπεδοχώρα, δημοσιεύθηκε το 1884 από τον Έντουιν Άμποτ Άμποτ ως μια σατιρική προσπάθεια να εισαγάγει τους Βικτωριανούς στην όλη ιδέα των υψηλότερων διαστάσεων θέτοντας την ύπαρξη μιας κοινωνίας ανθρώπων που υπήρχαν μόνο σε δύο επίπεδα. Σήμερα, μπορούμε να βρούμε ισοδύναμα πειράματα σκέψης σε μέρη όπως το YouTube:
Και ειλικρινά, αυτός μπορεί να είναι ένας δίκαιος τρόπος για να ανταποκριθούμε σε πολλές από τις επιστημονικές ιδέες που βρίσκουμε στην εκτεταμένη σειρά του Τσιξίν. Τελικά, είναι χτισμένο λιγότερο σε αυτό που είναι πραγματικό, και αυτό που σίγουρα γνωρίζουμε, από ό, τι είναι δυνατό, δεδομένης της απίστευτης προόδου που έχουμε κάνει στη θεωρητική φυσική – έμφαση στη θεωρία.
Φυσικά, τίποτα από αυτά δεν εξηγεί πλήρως αν θα ήταν δυνατό να ξεδιπλωθεί ένα πρωτόνιο στο μέγεθος ενός πλανήτη και στη συνέχεια να εγγραφεί ένας υπερ-υπολογιστής πάνω του. Όταν το Vox ρώτησε τον Χόροβιτς γι ‘αυτό, απάντησε με “??”
Με άλλα λόγια, το 3 Body του Netflix συγκρούεται με την επιστήμη και τη φαντασία σαν δύο πρωτόνια. Το αποτέλεσμα είναι μια άγρια, μοναδική διαδρομή που αξίζει να αναστείλετε μια μικρή δυσπιστία.
Πηγή: Vox
