Τι συνδέει τον Ισαάκ Νεύτωνα και τα ηλιακά συστήματα με τη νέα τηλεοπτική σειρά 3 Body Problem, παραγωγής πολλών εκατομμυρίων δολαρίων, του Netflix; Η απάντηση βρίσκεται στο πρόβλημα των τριών σωμάτων: ένα αίνιγμα στην αστρονομία και τα μαθηματικά που περιγράφει τη δυσκολία τού να προβλεφθεί η μακροπρόθεσμη τροχιά των πλανητών, των φεγγαριών και των άστρων.

Ποιο ακριβώς είναι λοιπόν το πρόβλημα; Και πώς κατέληξε να γίνει ο τίτλος τηλεοπτικής σειράς των δημιουργών του Game of Thrones στο Netflix;

Για να καταλάβετε καλύτερα την υπόθεση, πρέπει πρώτα να μάθετε λίγα πράγματα για το ιστορικό της σειράς. Η ιστορία βασίζεται στην επική τριλογία επιστημονικής φαντασίας του Liu Cixin, Remembrance of Earth’s Past (Ανάμνηση του παρελθόντος της Γης), πρώτο βιβλίο της οποίας είναι το Τhree-body problem (Πρόβλημα των τριών σωμάτων).

Η τηλεοπτική σειρά επικεντρώνεται στους Oxford Five (οι Πέντε της Οξφόρδης), οι οποίοι σπούδασαν όλοι στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και είχαν τον ίδιο καθηγητή. Κάποιοι από αυτούς έγιναν επιστήμονες: ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής φυσικής, ένας ιδρυτής και επιστημονικός υπεύθυνος μιας εταιρείας νανοτεχνολογίας και ένας ακαδημαϊκός θεωρητικής φυσικής, ένας έγινε καθηγητής φυσικής σε σχολείο, ενώ ο πέμπτος είναι τώρα επιχειρηματίας στον τομέα των σνακς. Τα επιστημονικά διαπιστευτήρια είναι άφθονα.

Η ουσία της ιστορίας είναι ότι μια εξωγήινη φυλή, που ονομάζεται Τρισολάριοι ή Σαν-Τι Ρεν, κατευθύνεται προς τη Γη για να την αποικίσει. Μέσω της διαγαλαξιακής επικοινωνίας, αυτοί οι ιδιότυποι ταξιδιώτες προσπαθούν να εκφοβίσουν τους επιστήμονες ώστε να επιβραδύνουν την ταχεία τεχνολογική μας πρόοδο, καθιστώντας τη Γη πιο εύκολο στόχο.

Αλλά γιατί αυτοί οι εξωγήινοι είναι τόσο αποφασισμένοι να καταλάβουν τον πλανήτη μας; Εδώ είναι που εμφανίζεται το πρόβλημα των τριών σωμάτων.

Τα σώματα, σε αυτό το πλαίσιο, είναι μια επιστημονική λέξη για τους πλανήτες, τα φεγγάρια, τους ήλιους ή οποιοδήποτε άλλο τεράστιο αστρονομικό αντικείμενο. Ο γενέθλιος πλανήτης των εξωγήινων βρίσκεται σε ένα ηλιακό σύστημα με τρεις ήλιους, εξού και το όνομά τους στην αγγλική μετάφραση του βιβλίου – Trisolarans.

Αυτό το σύστημα με τους τρεις ήλιους μπορεί να είναι εξαιρετικά ασταθές, δημιουργώντας δύσκολες συνθήκες διαβίωσης. Ως εκ τούτου, θέλουν να ταξιδέψουν σε όλο το Σύμπαν προκειμένου να κατοικήσουν σε ένα σχετικά σταθερό ηλιακό σύστημα. Εμείς έχουμε μόνο έναν Ήλιο, οπότε το μέλλον της Γης είναι σχετικά προβλέψιμο – τουλάχιστον για τα επόμενα μερικά εκατομμύρια χρόνια.

Χάρη στον Παγκόσμιο Νόμο της Βαρύτητας του Ισαάκ Νεύτωνα, ο οποίος δημοσιεύθηκε το 1687, γνωρίζουμε για τις βαρυτικές δυνάμεις που ασκούνται από το ένα σώμα στο άλλο. Η απλή αυτή εξίσωση επέτρεψε στους αστρονόμους να μοντελοποιήσουν τη σχέση μεταξύ δύο μεγάλων σωμάτων, της Γης και του Ήλιου.

Η Γη έχει μια κανονική περίοδο περιφοράς που διαρκεί περίπου 365,24 ημέρες σε ένα ηλιακό έτος. Ομοίως, η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη περίπου κάθε 27,3 ημέρες. Πρόκειται δηλαδή για ένα φαινομενικά σταθερό σύστημα δύο σωμάτων. Θεωρητικά, ο Νεύτωνας θα μπορούσε να προβλέψει τις θέσεις των πλανητών, των φεγγαριών και των κομητών του ηλιακού συστήματος μέχρι το μέλλον.

View this post on Instagram

A post shared by 3 Body Problem (@3bodyproblem)

Το πλανητικό χάος

Στην πραγματικότητα, η λύση των δύο σωμάτων του Νεύτωνα ήταν πάντα μία προσέγγιση του ηλιακού μας συστήματος. Γενικά, η επίδραση των μικρότερων σωμάτων – όπως οι άλλοι πλανήτες – στα μεγαλύτερα, δεν μπορεί να αγνοηθεί εντελώς.

Αντί για ένα πρόβλημα δύο σωμάτων, το ηλιακό μας σύστημα περιλαμβάνει αυτό που είναι γνωστό ως πρόβλημα n-σωμάτων. Τέτοια προβλήματα δεν μπορούν να επιλυθούν, γενικά, με τις παραδοσιακές μαθηματικές τεχνικές. Ακόμα χειρότερα, οι τροχιές που προβλέπουν τέτοια συστήματα επιτρέπουν το χάος.

Το χάος, με τη μαθηματική έννοια, δεν αναφέρεται στην κοινή χρήση του όρου ως «αταξία και αποδιοργάνωση». Αντίθετα, συχνά χαρακτηρίζεται από αυτό που οι μαθηματικοί ονομάζουν «ευαίσθητη εξάρτηση από τις αρχικές συνθήκες». Αυτό σημαίνει ότι η συμπεριφορά δύο κατά τα άλλα πανομοιότυπων χαοτικών συστημάτων, που ξεκίνησαν με εξαιρετικά παρόμοιες (αλλά όχι ακριβώς πανομοιότυπες) συνθήκες, θα διαφέρουν τελικά κατά πολύ μεταξύ τους.

Παρόλο που οι νόμοι του Νεύτωνα μπορούν να δώσουν φαινομενικά ακριβείς προβλέψεις για τη μελλοντική διαμόρφωση του ηλιακού μας συστήματος, οι κινήσεις των ουράνιων σωμάτων στο εσωτερικό του είναι στην πραγματικότητα χαοτικές, επειδή στην πραγματικότητα υπάρχουν περισσότερα από δύο σώματα. Αυτό το πλανητικό χάος αναδύεται σε μεγάλες χρονικές κλίμακες – έναν ορίζοντα χάους της τάξης των δεκάδων έως εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.

Έτσι, ένας πλανήτης μπορεί να βρεθεί στην αντίθετη πλευρά του ηλιακού συστήματος από εκεί που οι σημερινοί υπολογισμοί θα τον εντόπιζαν. Αυτό δεν οφείλεται σε κάποια τυχαιότητα στη δυναμική των πλανητών – οι νόμοι του Νεύτωνα περιγράφουν καλά την κίνησή τους – αλλά είναι αποτέλεσμα του γεγονότος ότι η κίνηση τριών ή περισσότερων ουράνιων σωμάτων μπορεί να αποτελεί ένα χαοτικό σύστημα.

View this post on Instagram

A post shared by Netflix US (@netflix)

San Ti Ren: Η ζωή με τρεις ήλιους

Στη τηλεοπτική σειρά, τα εν λόγω σώματα είναι τρεις μεγάλοι ήλιοι (τριηλιακό σύστημα), το αρχικό σπίτι των San Ti Ren (που σημαίνει «άνθρωποι τριών σωμάτων» στα μανδαρινικά). Και το χάος εκεί είναι πολύ πιο εμφανές. Η κίνηση των ήλιων, εκεί, είναι εγγενώς χαοτική και ασταθής, πράγμα που σημαίνει ότι αντιμετωπίζουν τον κίνδυνο να τους καταπιεί ένας από αυτούς ή να τους πετάξει έξω από το σύστημα.

Για να μεταδώσουν αυτή την πολύπλοκη επιστημονική ιδέα, δύο από τους επιστήμονες της Oxford Five παίζουν ένα υπερρεαλιστικό βιντεοπαιχνίδι εικονικής πραγματικότητας. Οι συμμετέχοντες μπαίνουν σε διαφορετικούς ιστορικούς ανθρώπινους πολιτισμούς, οι οποίοι φαινομενικά υπόκεινται στις ιδιοτροπίες ενός τριηλιακού συστήματος. Καθώς το παιχνίδι εξελίσσεται, μερικοί από τους πιο διάσημους επιστήμονες της ιστορίας αναλαμβάνουν την πρόκληση να προετοιμάσουν τους πολιτικούς και θρησκευτικούς ηγέτες για το χάος.

Στο πλαίσιο του παιχνιδιού, ο Νεύτωνας συνεργάζεται με τον επιστήμονα υπολογιστών Άλαν Τούρινγκ προκειμένου να προσαρμόσουν τον Παγκόσμιο Νόμο της Βαρύτητας στις υπολογιστικές μηχανές του Τούρινγκ. Δυστυχώς, οι προβλέψεις τους πέφτουν έξω, γεγονός που οδηγεί στον θάνατό τους και στο απότομο τέλος ολόκληρου του προσομοιωμένου πολιτισμού. Με δεδομένο ότι οι San-Ti δεν θα μπορέσουν ποτέ να προβλέψουν ή να ελέγξουν τις χαοτικές τροχιές του πλανήτη τους, οι παίκτες της Oxford Five συνειδητοποιούν τελικά ότι οι εξωγήινοι πρέπει να εγκαταλείψουν το σπίτι τους για να σώσουν τον λαό τους.

Το πρόβλημα των τριών σωμάτων είναι, λοιπόν, η βασική αιτία όλου του δράματος της σειράς, και ενδεχομένως και στους επόμενους δύο κύκλους που έχουν σχεδιάσει οι δημιουργοί.

Πώς θα εξελιχθεί η ιστορία; Θα μπορούσατε να μάθετε τι θα γίνει διαβάζοντας τα βιβλία, αλλά οι υπεύθυνοι της τηλεοπτικής σειράς μπορεί να έχουν άλλες ιδέες και εκπλήξεις. Όπως εξάλλου συμβαίνει με τους πλανήτες και τους ήλιους, όταν εμπλέκεται ένας τρίτος, υπάρχει πάντα χώρος για το απρόβλεπτο.

Με πληροφορίες από BBC