netflix'S 3 Vücut Sorunu 21 Mart'ta gösterime girdi ve çok fazla bilim var! Senarist Alexander Woo'dan yeni Netflix dizisi ve Game of Thrones çobanlar David Benioff ve DB Weiss çok satan bir romanı uyarlıyor bilim kurgu üçlemesi Üst düzey fizik anlayışına sahip bir mühendis olan Çinli yazar Liu Cixin tarafından. Ortaya çıkan hikaye 3 Gövde ve onun iki devamı olarak da bilinir. Dünyanın Geçmişini Anma serisi, kuantum mekaniği ve bunların gelecekteki yıldızlararası varoluş krizini nasıl etkileyebileceği hakkındaki çeşitli fikirlere dayanan bir gelecek vizyonuyla beğeni topladı. İçinde 3 Gövde'ın kurgusal evreninde, uzaklara yayılan teori, çok uzaktaki bir uzaylı türün yaşamlarında ve onun Dünya'daki insanlarla hem etkileşime girme hem de onları etkileme girişimlerinde gerçek zamanlı olarak ortaya çıkıyor.
Neyse ki Einstein olmayan izleyiciler için Netflix dizisi, dramın çoğunu gökyüzünden insanlara kaydırıyor; hatta tüm fizik arasında insanların ilgilenmesini sağlayacak bir sürü tamamen yeni karakter bile yaratıyor. Liu'nun serisinde ilk romanın ardından iki kitap daha yer alıyor; Netflix dizisi ilk kitabı takip ediyor, ardından bizi ikinci kitaba hazırlamadan önce bir süre kendi yönüne doğru ilerliyor. Her ikisinin de ortak noktası, tüm harika uzay olaylarının altında yatan kuantum mekaniği ve astrofiziğin yakınlaştırılmış bir görünümüdür. Kahramanlarımız ve kötü adamlarımızın hepsi, kararları ve çatışmaları insanlığın hem şimdi hem de uzak gelecekte gidişatını belirleyen bilim insanlarıdır. Gerçek bir astrofizikçinin yardımıyla bu gösteride neler olduğunu anlamak için bilmeniz gereken temel bilgileri gözden geçirelim.
Üç cisim problemi nedir ve neden kimse bunu çözemiyor?
Üç cisim problemi, insanlar yerçekimini ve onun nasıl çalıştığını anlamaya başladığından beri var. Muhtemelen Dünya'nın Güneş'in etrafında döndüğünü biliyorsunuz çünkü Güneş'in çekim alanı bir çekme uygulamak gezegenimizin ve güneş sistemimizdeki diğerlerinin üzerinde. Güneş ile bu şekilde etkileşim kurabiliyoruz çünkü gezegenler olarak bireysel çekim alanlarımızın hepsi güneşten daha az güçlüdür ve hiçbiri birbirini tutacak kadar güçlü değildir. Ayımız için de aynı şey geçerli — yakalandı Dünya'nın yerçekimi alanındadır, bu yüzden bizimle birlikte yüzer.
Başka bir deyişle, kütleçekim alanları etkileşime giren iki nesne her zaman öngörülebilir, değişmeyen bir yol boyunca sabit yörüngeler oluşturacaktır. Newton bunu çözdü1687'de yörüngelerini tahmin etmek için kullanılan formülle birlikte. Buna bazen “iki cisim problemi” denir. Eğer karışıma başka bir yıldız katacak olsaydınız muhtemelen şunu elde edersiniz: ikili yıldız sistemi – her iki yıldızın da bir çekim merkezi etrafında sabit yörüngeler oluşturduğu yer. En yaygın yıldız türü, kararlı bir ikili partnere sahip olanıdır; bu da, tek başına bir yıldız olan güneşimizi oldukça nadir kılar. İkili yıldız sistemleri sahip olabilir istikrarlı gezegenlerve bu tür sistemler genellikle gökbilimciler ve fizikçiler tarafından haritalandırılabilir, planlanabilir ve tahmin edilebilir.
Ancak bu yalnızca yer çekimi kuvvetine sahip iki nesnede işe yarar. Bir eklediğinizde üçüncü karışıma itiraz ederseniz, tüm bahisler kapalıdır. Stabilizasyon yerine üçüncü element kaos yaratır ve nesnelerin etrafında uçmasına ve tamamen öngörülemeyen şekillerde etkileşime girmesine neden olur – uzaya doğru fırlayarak, birbirlerine çarparak veya birbirlerinin yer çekimi kürelerinden sekerek tamamen farklı yönlere savrularak.
Bunun neden olduğunu açıklamak için astrofizikçiye başvurdum. Dr. Charles J. Horowitzbana buradaki anahtarın enerjinin korunumu yasası olduğunu söyledi – bu o Bu bize kapalı bir sistemdeki enerjinin hiçbir zaman var edilemeyeceğini veya yok edilemeyeceğini anlatır. Horowitz bir e-postada şöyle yazdı: “Enerjinin korunumu, bir gezegenin sonsuza kadar tek bir yıldızın etrafında döneceği ve asla sonsuza kaçamayacağı anlamına gelir.” Başka bir deyişle, bir gezegen bir yıldızın çekim alanının içinde sıkışıp kaldığında, kendisini oradan dışarı itmek için ihtiyaç duyacağı ek enerjiyi yaratamaz.
Horowitz, “Öte yandan, iki yıldız enerji alışverişinde bulunabilir ve muhtemelen yörüngedeki bir gezegeni fırlatabilir” dedi.
O halde bu, “üç cisim problemidir”: Üç yerçekimsel nesneyi nasıl dengeleyebiliriz veya yörüngelerinin ne olabileceğini nasıl tahmin edebiliriz?
Yüzyıllar boyunca bilim insanları, üç nesnenin birbiriyle ilişkili olarak istikrarlı yörüngeler oluşturabileceği herhangi bir başlangıç noktası bulamadılar. Son yıllarda bilim insanları bu duruma daha da yaklaştı; giderek daha fazla kullanarak hesaplamalı algoritmalar ve en az bir durumda tahminlerini modellemek sarhoş insanlar hakkındaiçin birden fazla çözüm bulduk istikrar yaratmak üç varsayımsal nesnemiz arasında. Ancak bu çözümlerin çoğunluğunu gerçekte modellemek imkansız olmasa da zordur, dolayısıyla teori alanında ne kadar iyi çalıştıkları açık değildir.
Üç cisimli bir yıldız sistemi içindeki bir gezegende yaşayacak kadar şanssız olan herhangi bir uygarlığın bazı olasılıkları nelerdir?
Merkezi kibir 3 Vücut Sorunu tam da bu senaryo: uzak bir gezegendeki yabancı bir tür, teknolojik olarak gelişmiş bir medeniyet olma kapasitesini geliştirmiştir, ancak gezegeni, üç farklı güneşe sahip bir güneş sistemi içinde bulunmaktadır.
Üç cisim problemi nedeniyle bu güneşler sürekli olarak birbirlerine kütleçekimsel kaos uyguluyor, kozmosta birbirlerini ileri geri savuruyor ve bu süreçte ortada kalan gezegende iklimi mahvediyor. Trisolaranlar adı verilen uzaylı ırkın uygarlıkları binlerce yıldır defalarca yok edildi ve yok edildi.
Horowitz'e bu senaryonun ne kadar muhtemel olacağını sordum ve o da aslında bu senaryoyu destekledi. Üç Gövdeyazarı Liu Cixin. Horowitz, “Kısa vadede iyi olabilir” dedi. “Çok uzun zamanlar boyunca (örneğin milyarlarca yıl), iki yıldızın etrafındaki birçok gezegenin yörüngesinin kararsız olduğu düşünülüyor.”
“Eğer yaşamın gelişmesi milyarlarca yıl sürüyorsa (Dünya'da olduğu gibi), o zaman böyle bir gezegen uygun bir ortam sağlayamayabilir. Ancak her üç bedenin de uzun süre sabit kalabilen ve yaşama uygun olabilecek belirli konfigürasyonları olabilir. Ya da yaşam daha hızlı gelişebilir veya dünyayı kolonileştirebilir” diye ekledi.
Trisolaralıların karşılaştığı durum da tam olarak budur: Zaman zaman üç bedenleri uzun süreler boyunca stabil hale gelir ve uygarlıklarına hızla ilerlemeleri ve gelişmeleri için yeterli zaman verir. Ancak kaçınılmaz olarak, güneşler istikrarsızlığını sürdürdüğünde, istikrarlı dönemler yerini “kaotik dönemlere” bırakıyor.
Seçilmiş bir Dünyalı grubunun sonunda kendilerini çözmeye adadığı Trisolaralıların varoluşsal sorunu, tahmin edemediğiniz kaotik bir dönemi nasıl bileceğiniz ve ona nasıl hazırlanacağınızdır. Aslında üç cisim problemini gerçek zamanlı olarak yaşıyorlar.
Evrenin karşısında yer alan iki parçacığın tek vücut gibi hareket ederek aynı anda bilgi alması/iletmesi mümkün müdür?
Bu senaryo kulağa imkansız gibi gelebilir ama aslında öyle değil ve bu senaryonun çok önemli bir parçası. 3 Vücut Sorunu. Gösteride, Trisolaralıların, Trisolaris'te kalan ikiz protonu için eşzamanlı bir alıcı ve verici görevi görmek üzere Dünya'ya iletilen bir protonu kullanarak esasen Dünya üzerinde casusluk yapabildiklerini öğreniyoruz.
Bu, akıllara durgunluk veren bir olayla mümkündür. kuantum dolaşıklığı. Bilim adamları bu özelliği esas olarak tek bir varlık olarak çalışan atom altı parçacıklarda gözlemlediler. ayrılmış olsalar bile milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta. Aslında Dr. Horowitz şunu belirtiyor: “[It’s] belki de iki dolanık parçacığın bilgiyi alıp iletmek yerine paylaştığını söylemek daha doğru olur.” Başka bir deyişle, o kadar da değiller iletişim kurmak tamamen farklı gezegenlerde olsalar bile, her iki konumdan da aynı anda bilgi alıyorlar.
3 Gövde bilim adamlarının uzayda binlerce nükleer bombayı sıraya dizdiği ve ardından hepsini domino taşları gibi sırayla patlattığı bir senaryo öne sürüyor. Eğer bunu gerçekte deneseydiniz, bir çeşit dev radyoaktif uzay bulutuyla uğraşmak zorunda kalmaz mıydınız?
Bu, hikayenin en inanılmaz kısmı gibi gelebilir. 3 Gövde dizide bile cesur kozmologumuz Jin Cheng bu fikri meslektaşlarına sunduğunda, meslektaşları ona gülüyor ve bu fikri gerçek bilimden ziyade aptalca bir oyun olarak değerlendiriyor.
Aslında Cheng'in fikri, şu şekilde bilinen gerçek bir olguya dayanmaktadır: nükleer termal tahrikbazen nükleer darbeli itiş gücü olarak da adlandırılır. Görünen o ki, nükleer itiş gücü, eğer onu kullanan motorlar Dünya yerine uzayda çalıştırılırsa çok az radyasyon üretiyor; faydaları arasında enerji kullanımının azalması, kozmik radyasyona daha az maruz kalma ve roketlerin daha hızlı olması yer alıyor. Hatta Enerji Bakanlığı bir web sayfası var kendini nükleer itici gücün faydalarını anlatmaya adadı.
Her ne kadar dizi, Cheng'in domino etkisi fikrini abartılı olarak sunsa da, ABD'nin nükleer termal itiş ile ilgili deneyler konusunda bir geçmişi var. Horowitz'in açıkladığı gibi, “Soğuk Savaş'ın başlarında Orion Projesi, küçük atom bombalarıyla çalışan bir roket geliştirmeye çalıştı.”
Ancak tüm bu radyasyonu merak ediyorsanız yalnız değilsiniz. Project Orion'ın ilk versiyonu sonuçta iptal edildi Çünkü yüzyılın ortasındaki bilim insanları büyük sorunu çözemediler: Dünya'dan uzaya nükleer güçle çalışan bir roket fırlatma girişiminden kaynaklanacak ölümcül nükleer serpintinin neredeyse kesin olması.
Gerçekten çok yazık. Horowitz, “Çok iyi bir roket olurdu” dedi. Orion'un modern yinelemeleri benzer roketleri uzaydan fırlatmaya odaklandı ve astronotların maruziyetini sınırlamak radyasyona.
Proton gibi küçük ve nokta benzeri bir şeyi uzayda birden fazla büyük boyuta genişletmek gerçekten mümkün mü?
Belki de en zor yanı 3 Gövde Kavramsallaştırma, Trisolaralıların yukarıda adı geçen protonu uzaya fırlatmadan önce tam olarak ne yaptığını içerir: Onun çoklu boyutlarını çok büyük, gezegen boyutunda bir uzaya açarlar, onun düzlemlerine dev bir süper bilgisayar kaydederler ve sonra yeniden- orijinal mikroskobik boyutuna geri katlayın.
Bu, gerçekte hayal edilmesi bir yana, hayal edilmesi bile zor bir başarıdır. Ancak bu uygulama, en azından teoride, bir fikir olarak mevcuttur. çok boyutlu açılma. Bunu yaratmayı hayal edebileceğiniz şekilde hayal edin basit bir kağıt falcı. Kağıdın şekli, tek bir düzlemde neredeyse tamamen düz olarak başlar; ancak, düzgün bir okul bahçesinde kehanet aracına sahip oluncaya kadar, daha fazla katmanı ortaya çıkarmak için sıkıştırılmamış olabilir.
Şimdi bunun büyük ölçekte ve burada, Dünya'da deneyimlediğimiz üç boyuttan çok daha fazla boyutta gerçekleştiğini hayal edin. Var çoklu süreçler bunun nasıl yapılacağı ve örneklerin gerçekte nasıl görünebileceğini göstermenin çeşitli yolları için. En ünlü örnek, matematikçilerin ve fizikçilerin hiperküp veya tesseract adını verdikleri bir nesnedir (hayır, o değil) — en az dört boyutta var olan bir küp eşdeğeri. İşte bir deneme birinin neye benzeyebileceğini hayal etmek için:
İnsanlar bunun özünü yakalamaya çalışmak için hatırı sayılır bir zaman harcadılar; bilim kurgunun ünlü ilk çalışmalarından biri, Düz arazi1884'te Edwin Abbott Abbot tarafından, yalnızca iki düzlemde var olan insanlardan oluşan bir toplumun varlığını öne sürerek Victorialılara daha yüksek boyutlar fikrini tanıtmaya yönelik hicivli bir girişim olarak yayınlandı. Bugün benzer düşünce deneylerini aşağıdaki gibi yerlerde bulabiliriz: Youtube:
Elbette bunların hiçbiri, bir protonu bir gezegen boyutuna getirmenin ve ardından üzerine bir süper bilgisayar kaydetmenin mümkün olup olmayacağını tam olarak açıklamıyor. Horowitz'e bunu sorduğumda “??” diye cevap verdi.
Ve dürüst olmak gerekirse bu, Liu'nun kapsamlı serisinde bulduğumuz birçok bilimsel fikre yanıt vermenin adil bir yolu olabilir. Sonuçta, gerçek olana ve kesinlikle bildiğimize, teorik fizikte kaydettiğimiz inanılmaz ilerlemeler göz önüne alındığında mümkün olana dayanmaktadır. teori.
Başka bir deyişle, 3 Gövde Bilimle kurguyu iki proton gibi çarpışıyor. Sonuç, biraz inançsızlığı ertelemeye değer, vahşi, benzersiz bir sürüş.
Bonus: Eğer kendimi susuz bırakırsam, daha sonra tekrar susuz kalabilir miyim ve iyileşebilir miyim?
Hayır. Yap Olumsuz Bu numarayı evde deneyin. Çok şükür bazı kısımları 3 Gövde tamamen fantastik diyarda kalıyor.
Kaynak bağlantısı