Роман китайского писателя Лю Цысиня «Проблема трех тел» с полным правом может называться научной фантастикой, поскольку его сюжет прочно завязан на реально сложных и интересных проблемах, которые ученые решили в прошлом или работают над ними сейчас. Однако в нем есть немало моментов, которые выглядят довольно спорными с точки зрения современной астрономии и физики.
Что такое «Проблема трех тел»
Фантастический сериал «Проблема трех тел», вышедший на Netflix 21 марта 2024 года, привлек внимание к одноименному роману Лю Цысиня, по мотивам которого он создан. История о компьютерной игре, загадочных самоубийствах физиков и стоящих за всем этим инопланетянах, получилась вполне себе серьезной научной фантастикой.
Между тем, именно как экранизация романа она достаточно слабая. Из нее исчезло большинство научных загадок, составлявших значительную часть сюжета книги. Последняя же считается одним из лучших в современном мире примеров того, как в художественном произведении можно рассказать о серьезных научных темах.
Даже название романа отсылает к физической проблеме, которая заключается в том, что если между собой взаимодействуют три тела примерно одной массы, влияющие друг на друга силами гравитации, то определить заранее их поведение невозможно, по крайней мере без мощных компьютеров. Доказано, что общего аналитического решения этой проблемы нет.
На Земле эта задача не имеет практического применения. Однако Лю Цысинь придумал ситуацию, когда она становится жизненно важной. На Земле сельское хозяйство и устойчивое развитие цивилизации возможны благодаря тому, что тысячи лет назад люди изобрели календарь. Наша планета вращается вокруг Солнца по стабильной слабоэксцентричной орбите, поэтому мы четко знаем, когда за зимой придет лето. Если мы правильно умеем прибавлять дни в високосные годы, то проблемой не будет определить это на тысячи лет вперед.
Но что если вместо одного светила мы имели бы ту же динамическую систему из трех звезд, поведение которой мы не можем предсказать. Тогда цивилизация регулярно будет переживать «эры хаоса», во время которых невозможно развитие цивилизации, и местным жителям становится трудно определить даже то, что вокруг чего вращается. Изобретение календаря превращается в проблему, которую невозможно решить без компьютера.
Разгадать эту научную загадку читатель в книге должен был вместе с героями. Это требовало определенных знаний по истории науки, но было достаточно интересно. Однако прекрасно рассказав о множестве научных концепций, Лю Цысинь допустил все же кучу неточностей, о которых надо упомянуть.
Когда взойдет солнце на Трисолярисе?
На первый взгляд, идея мира Трисоляриса выглядит достаточно логичной. Если по небу движутся три отдельные звезды, иногда превращаясь в одно или два солнца, — ты переживаешь «эпоху хаоса». Планета блуждает между светилами, приближаясь то к одному, то к другому, и нигде не остается на стабильной орбите. Хаотичное чередование холода и жары превращает ее в настоящий ад.
Если на небе две звезды рядом — значит планета вместе с одним из солнц отдалилась от двух других и там наступает почти земная смена дня и ночи, зимы и лета. Если же три звезды собрались вместе — солнце не взойдет, потому что планета отдалилась от них всех.
Всю эту красивую схему разрушает тот факт, что смена дня и ночи определяется не движением планеты по орбите, а ее собственным вращением. Гравитационные поля звезд на него влияют крайне слабо, поэтому ось вокруг вращающейся планеты сохраняет свое направление в течение достаточно длительного времени. Сближения со звездами происходят под разными углами, но это все равно означает, что как минимум в течение одного сближения со светилом во время эры хаоса солнце таки должно восходить и заходить более-менее по одной и той же схеме.
Сколько должен длиться один такой период, зависит от яркости светила, о которой Лю Цысинь ничего не говорит. В системе Альфа Центавра две звезды имеют почти такой же размер, как и Солнце, а третья является крошечным красным карликом. Если ориентироваться на нее, то такая «мнимая стабильность» продлится несколько суток, если на две другие — то до года.
Из-за того, что в книге не указано, что за звезды составляют тройную систему, трудно сказать, сколько же времени занимает путешествие планеты между ними. Потому что стоит помнить, что светила — на самом деле не твердые шарики, а газовые, и при чрезмерном сближении могут деформироваться и обмениваться материалом, а то и сталкиваться.
Чтобы описанная система могла существовать при условии, что все три светила похожи на Солнце, расстояние между ними большую часть времени должно измеряться астрономическими единицами. А это означает, что путешествовать между ними землеподобная планета может годами. И все это время там будет очень холодно и темно, даже несмотря на то, что звезды, в которые превратились солнца, будут летать поодиночке. И если «эры порядка» в романе могут длиться десятилетиями, то ледяной полет между звездами — тоже.
Что такое «стабильная орбита»
По Лю Цысиню, когда Трисолярис вращается по стабильной орбите вокруг одной из звезд — это всегда сигнал, что можно развивать цивилизацию. На самом деле в описанной ситуации нет гарантии, что там даже будет происходить привычная нам смена дня и ночи.
А все из-за того, что ось планеты сохраняет постоянную ориентацию и при выходе на орбиту может расположиться относительно ее плоскости как угодно. Если угол между ними будет близок к нулю, то смена дня и ночи там будет, как на Уране: раз в полгода одно из полушарий будет полностью погружаться в темноту, а на другом будет наступать вечный день. Если этот мир будет получать столько же энергии, как и Земля от Солнца, то колебания жары и холода будут не намного меньше, чем в «эру хаоса», с той только разницей, что будут происходить регулярно.
Но это — еще не худший случай. Потому что «стабильная орбита» вовсе не означает, что она будет иметь почти нулевой эксцентриситет, то есть является практически круговой, как у Земли. Значительно вероятнее, что она будет вытянутой и это будет иметь свои последствия.
Ведь по законам небесной механики наиболее отдаленный участок своей орбиты планета будет проходить с минимальной скоростью, а ближайший — с максимальной. Поэтому для нее короткое лето будет сменяться длительной зимой, и это для развития цивилизации ничем не лучше тех же «эр хаоса».
Кроме того, никто не гарантирует, что «стабильная орбита» вообще не окажется слишком близко или слишком далеко от светила. В таком случае жизнь на ней снова должна погибнуть из-за перегрева или замерзания.
Все три фактора могут комбинироваться между собой как угодно. Из этого следует, что на самом деле в большинстве случаев для жителей Трисоляриса выход на «стабильную орбиту» не принес бы ничего хорошего.
Является ли Альфа Центавра родиной трисолариан?
Однако больше всего вопросов к Лю Цысиню возникает из-за того, что он указал, что трисолярная система, откуда родом инопланетяне, — это Альфа Центавра. Опять же, на первый взгляд, все логично — это действительно тройная система и там даже открыли минимум одну планету. Проблема лишь в том, что наша ближайшая соседка совершенно точно не является примером физической проблемы трех тел.
Для того, чтобы возникла невозможность найти аналитическое решение, все три тела должны быть примерно одного размера и находиться друг от друга на примерно одинаковом расстоянии. В противном случае два из них будут взаимодействовать между собой как пара, а с третьим — как единое целое.
Возникнет иерархическая тройная система, которая очень неплохо поддается математическому описанию. Именно ее примером и является Альфа Центавра. В ней две большие звезды вращаются одна вокруг другой в тесной паре, а третья, гораздо меньшая делает один оборот вокруг них за сотни тысяч лет. Ситуация со странствующими планетами, которая является основой сюжета романа, в ней просто не может возникнуть.
Возможно, на самом деле просто надо заменить Альфу Центавра на какую-то другую звездную систему, которая точнее соответствует описанному в книге, и все будет хорошо? Вряд ли, потому что на самом деле астрономы неплохо изучили окрестности Солнца на десятки световых лет вокруг и ничего подобного там нет. Более того, ученые вообще не знают среди миллиардов каталогизированных звездных систем ни одной, где бы присутствовала «проблема трех тел» в том виде, в котором ее невозможно изучить.
А все потому, что такая ситуация не только непредсказуема, но еще и нестабильна. Система, находящаяся в состоянии динамического хаоса, должна была бы распасться за период, измеряемый если не годами, то тысячами лет. В ней бы либо две звезды столкнулись и слились, либо третья была бы выброшена. И все это произошло бы еще до того, как на гипотетической планете могла зародиться жизнь, не говоря уже о цивилизации.
Поэтому на самом деле роман Лю Цысиня является достаточно неоднозначным. С одной стороны, он действительно рассказывает о реальных научных проблемах и идеях и в этом плане превосходит большинство других образцов современной литературы. С другой стороны, он однозначно является сугубо фантастическим.
Мы точно знаем, что на самом деле хаотичных тройных звездных систем не бывает, а землеподобная планета в них если и появится, то подавляющую часть времени будет непригодной к жизни. И уж точно с Альфы Центавра к нам не летят никакие трисолариане. Однако все это вовсе не мешает книге быть увлекательной. Она точно стоит того, чтобы ее прочитать и во всем разобраться самим.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
