Роман китайського письменника Лю Цисіня «Проблема трьох тіл» з повним правом може називатися науковою фантастикою, оскільки його сюжет міцно зав’язаний на реально складних і цікавих проблемах, які науковці розв’язали в минулому або працюють над ними зараз. Однак у книзі є чимало моментів, які здаються досить спірними з точки зору сучасної астрономії та фізики.
Що таке «Проблема трьох тіл»
Фантастичний серіал «Проблема трьох тіл», що вийшов на Netflix 21 березня 2024 року, привернув увагу до однойменного роману Лю Цисіня, за мотивами якого він створений. Історія про комп’ютерну гру, загадкові самогубства фізиків та інопланетян, що за всім цим стоять, вийшла цілком собі серйозною науковою фантастикою.
Проте саме як екранізація роману вона досить слабка. З неї зникла більшість наукових загадок, що складали значну частину сюжету книги. Остання ж вважається одним із найкращих у сучасному світі прикладів того, як у художньому творі можна розповісти про серйозні наукові теми.
Навіть назва роману відсилає до фізичної проблеми, яка полягає в тому, що якщо між собою взаємодіють три тіла приблизно однієї маси, які впливають одне на одне силами гравітації, то визначити наперед їхню поведінку неможливо, принаймні без потужних комп’ютерів. Доведено, що загального аналітичного розв’язку ця проблема не має.
На Землі ця задача не має практичного застосування. Однак Лю Цисінь придумав ситуацію, коли вона стає життєво важливою. На Землі сільське господарство та сталий розвиток цивілізації можливі через те, що тисячі років тому люди винайшли календар. Наша планета обертається навколо Сонця стабільною слабоексцентричною орбітою, тому ми чітко знаємо, коли за зимою прийде літо. Якщо ми правильно вміємо додавати дні у високосні роки, то проблемою не буде визначити це на тисячі років вперед.
Але що як замість одного світила ми мали б ту саму динамічну систему з трьох зір, поведінку якої ми не можемо передбачити. Тоді цивілізація регулярно переживатиме «ери хаосу, під час яких неможливий її розвиток, і місцевим мешканцям стає важко визначити навіть те, що навколо чого обертається. Винайдення календаря перетворюється на проблему, яку неможливо розв’язати без комп’ютера.
Розгадати цю наукову загадку читач у книзі мав разом із героями. Це потребувало певних знань з історії науки, але було досить цікаво. Проте чудово розповівши про безліч наукових концепцій, Лю Цисінь все ж припустився купи неточностей, про які варто згадати.
Коли зійде сонце на Трисолярисі?
На перший погляд, ідея світу Трисоляриса здається досить логічною. Якщо небом рухаються три окремі зорі, інколи перетворюючись на одне чи два сонця, — ти переживаєш «епоху хаосу». Планета блукає між світилами, наближаючись то до одного, то до іншого, і ніде не залишається на стабільній орбіті. Хаотичне перемежовування холоду та спеки перетворює її на справжнє пекло.
Якщо ж на небі дві зорі поряд — значить планета разом з одних із сонць віддалилася від двох інших і там настає майже земна зміна дня та ночі, зими та літа. Якщо ж три зорі зібралися разом — сонце не зійде, бо планета віддалилася від них усіх.
Усю цю красиву схему руйнує той факт, що зміна дня і ночі визначається не рухом планети орбітою, а її власним обертанням. Гравітаційні поля зір на нього впливають вкрай слабко, тому вісь навколо якої обертається планета, зберігає свій напрямок протягом достатньо тривалого часу. Зближення із зорями відбуваються під різними кутами, але це все одно означає, що як мінімум упродовж одного зближення зі світилом під час «ери хаосу» сонце таки має сходити й заходити більш-менш за однією і тією ж схемою.
Скільки має тривати один такий період, залежить від яскравості світила, про яке Лю Цисінь нічого не говорить. У системі Альфа Центавра дві зорі мають майже такий самий розмір, як і Сонце, а третя є крихітним червоним карликом. Якщо орієнтуватися на неї, то така «вдавана стабільність» триватиме кілька діб, якщо на дві інших — то до року.
Через те, що в книзі не вказано, що за зорі складають потрійну систему, важко сказати, скільки ж часу займає мандрівка планети між ними. Бо варто пам’ятати, що світила — насправді не тверді кульки, а газові, й за надмірного зближення можуть деформуватися та обмінюватися матеріалом, а то і зіштовхуватися.
Аби описана система могла існувати за умови, що всі три світила схожі на Сонце, відстань між ними більшу частину часу має вимірюватися астрономічними одиницями. А це означає, що подорожувати між ними землеподібна планета може роками. І весь цей час там буде дуже холодно і темно, навіть попри те, що зорі, на які перетворилися сонця, літатимуть поодинці. І якщо «ери порядку» в романі можуть тривати десятиліттями, то крижаний політ між зорями — теж.
Що таке «стабільна орбіта»
За Лю Цисінем, коли Трисоляріс обертається по стабільній орбіті навколо однієї із зір — це завжди сигнал, що можна розвивати цивілізацію. Насправді ж в описаній ситуації немає гарантії, що там навіть відбуватиметься звична нам зміна дня та ночі.
А все через те, що вісь планети зберігає постійну орієнтацію і при виході на орбіту може розташуватися відносно її площини як завгодно. Якщо кут між ними буде близький до нуля, то зміна дня і ночі там буде, як на Урані: раз на пів року одна з півкуль повністю занурюватиметься у темряву, а на іншій наставатиме вічний день. Якщо цей світ отримуватиме стільки ж енергії, як і Земля від Сонця, то коливання спеки та холоду будуть не набагато меншими, ніж в «ери хаосу», з тією тільки різницею, що відбуватимуться регулярно.
Але це — ще не найгірший випадок. Бо «стабільна орбіта» зовсім не означає, що вона матиме майже нульовий ексцентриситет, тобто є практично круговою, як у Землі. Значно ймовірніше, що вона буде витягнутою і це матиме свої наслідки.
Адже за законами небесної механіки найбільш віддалену ділянку своєї орбіти планета проходитиме з мінімальною швидкістю, а найближчу — з максимальною. Тому для неї коротке літо змінюватиметься тривалою зимою і це для розвитку цивілізації нічим не краще за ті самі «ери хаосу».
Крім того, ніхто не гарантує, що «стабільна орбіта» взагалі не виявиться занадто близько чи занадто далеко від світила. У такому разі життя на ній знову має загинути через перегрів чи замерзання.
Усі три фактори можуть комбінуватися між собою як завгодно. З цього випливає, що насправді в більшості випадків для мешканців Трисоляриса вихід на «стабільну орбіту» не приніс би нічого хорошого.
Чи є Альфа Центавра батьківщиною трисоларианів?
Проте найбільше питань до Лю Цисіня виникає через те, що він вказав, що трисолярна система, звідки родом інопланетяни, — це Альфа Центавра. Знову ж, на перший погляд, все логічно — це справді потрійна система і там навіть відкрили мінімум одну планету. Проблема лише в тому, що наша найближча сусідка абсолютно точно не є прикладом фізичної проблеми трьох тіл.
Для того, аби виникла неможливість знайти аналітичне рішення, усі три тіла мають бути приблизно одного розміру і перебувати одне від одного на приблизно однаковій відстані. В іншому випадку два з них будуть взаємодіяти між собою як пара, а з третім — як єдине ціле.
Виникне ієрархічна потрійна система, яка дуже непогано піддається математичному опису. Саме її прикладом і є Альфа Центавра. У ній дві великі зорі обертаються одна навколо іншої у тісній парі, а третя, набагато менша, робить один оберт навколо них за сотні тисяч років. Ситуація з мандрівними планетами, яка є основою сюжету роману, в ній просто не може виникнути.
То може, насправді просто треба замінити Альфу Центавра на якісь іншу зоряну систему, яка точніше відповідає описаному в книзі, й усе буде гаразд? Ні, бо насправді астрономи непогано вивчили околиці Сонця на десятки світлових років навкруги, й нічого подібного там немає. Щобільше, вчені взагалі не знають серед мільярдів каталогізованих зоряних систем жодної, в якій би була присутня «проблема трьох тіл» у тому вигляді, в якому її неможливо вивчити.
А все тому, що така ситуація не тільки непередбачувана, а ще й нестабільна. Система, що перебуває у стані динамічного хаосу, мала б розпастися за період, що вимірюється якщо не роками, то тисячами років. У ній би або дві зорі зіштовхнулися і злилися, або третя була б викинута геть. І все це сталося б ще до того, як на гіпотетичній планеті могло зародитися життя, не кажучи вже про цивілізацію.
Тож насправді роман Лю Цисіня є достатньо неоднозначним. З одного боку, він розповідає про реальні наукові проблеми та ідеї й у цьому плані перевершує більшість інших зразків сучасної літератури. З іншого боку, він однозначно є суто фантастичним.
Ми точно знаємо, що насправді хаотичних потрійних зоряних систем не буває, а землеподібна планета у них якщо і з’явиться, то переважну частину часу буде непридатною до життя. І вже точно з Альфи Центавра до нас не летять жодні трисолариани. Однак усе це зовсім не заважає книзі бути захопливою. Вона точно варта того, аби її прочитати й в усьому розібратися самим.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
