Роман китайского писателя Лю Цысиня «Проблема трех тел» с полным правом может называться научной фантастикой, так как его сюжет тесно связан с реально сложными и интересными проблемами, которые ученые решили в прошлом или работают над ними сейчас. Однако в книге есть много моментов, которые кажутся 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 инопланетянах, стоящих за всем этим, вышла вполне серьезной научной фантастикой.
Однако как экранизация романа она довольно слаба. 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, которые влияют друг на друга силами гравитации, то определить заранее их поведение невозможно, по крайней мере без мощных компьютеров. Доказано, что общего аналитического решения эта проблема не имеет.
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 потому, что тысячи лет назад люди изобрели календарь. Наша планета вращается вокруг Солнца стабильной слабоэксцентричной орбитой, поэтому мы четко знаем, когда за зимой придет лето. Если мы правильно умеем добавлять дни в високосные годы, то проблемой не будет определить это на тысячи лет вперед.
Но что если вместо одного светила у нас была бы та же динамическая система из трех звезд, поведение которых мы не можем предсказать. Тогда цивилизация регулярно переживала бы «эры хаоса», во время которых невозможно ее развитие, и местным жителям было бы тяжело 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 вместе с героями. Это требовало определенных знаний из истории науки, но было достаточно интересно. Однако прекрасно рассказав о множестве научных концепций, Лю Цысинь все же допустил кучу неточностей, о которых стоит упомянуть.
Когда взойдет солнце на Трисолярисе?
На первый взгляд, идея мира Трисоляриса кажется достаточно логичной. Если небом 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 же на небе две звезды рядом — значит планета вместе с одним из солнц удалилась 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 удалилась 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 которой вращается планета, сохраняет свое направление на достаточно долгое время. Сближение со звездами происходит под разными углами, но это все равно означает, что как минимум в течение одного сближения со светилом во время «эры хаоса» солнце все же должно взойти и заходить более-менее по одной и той же схеме.
Сколько должен длиться один такой период, зависит от яркости светила, о котором 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 «притворная стабильность» продлится несколько дней, если на две других — то до года.
Из-за того, что в книге не указано, какие звезды составляют тройную систему, трудно сказать, сколько времени занимает путешествие планеты между ними. Ведь стоит помнить, что светила — на самом деле не твердые шары, 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 весь этот времени там будет очень холодно и темно, даже несмотря на то, что звезды, в которые превратились солнца, летают 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 располагаться относительно ее плоскости как угодно. Если угол между ними будет близок к нулю, то смена дня и ночи там будет, как на Уране: раз на полгода одна из полушарий полностью погрузится в темноту, а на другой наступит вечный день. Если этот мир получает столько же энергии, как и Земля от Солнца, то колебания жары и холода будут не намного меньшими, чем в «эры 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 быть практически круглой, как у Земли. Значительно вероятнее, что она будет вытянутой и это будет иметь свои последствия.
Ведь по законам небесной механики наиболее удаленную участок своей орбиты планета проходит с минимальной скоростью, а наиболее близкую — с максимальной. Поэтому для нее короткое лето будет сменяться продолжительной 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.
Альфа Центавра родина трисолярианов?
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 только в том, что наша ближайшая соседка абсолютно 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 приблизительно 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, значительно меньшая, делает один оборот вокруг них за сотни тысяч лет. Ситуация с блуждающими планетами, которая является основой сюжета романа, в ней просто не может возникнуть.
То может, на самом деле просто нужно заменить Альфу Центавру на какую-то другую звездную систему, которая точнее соответствует описанному в книге, и все будет в порядке? Нет, потому что на самом деле астрономы неплохо изучили окрестности Солнца на десятки световых лет кругом, и ничего подобного там нет. Более того, ученые вообще не знают среди миллиардов каталогизированных звездных систем ни одной, в которой бы была присутствие «проблема трех тел» в том виде, в котором ее невозможно изучить.
И все потому, что такая ситуация не только непредсказуема, но еще и нестабильна. Система, находящаяся в состоянии динамического хаоса, развалилась бы за период, измеряемый если не годами, то тысячами лет. В ней бы или две звезды столкнулись и слились, или третья была бы выброшена прочь. И все это произошло бы еще до того, как на гипотетической планете могла зародиться жизнь, не говоря уже о цивилизации.
Так что на самом деле роман Лю Цысиня является достаточно неоднозначным. С одной стороны, он рассказывает о реальных научных проблемах и идеях и в этом плане превосходит большинство других образцов современной литературы. С другой стороны, он однозначно является чисто 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 непригодна для жизни. И уж точно с Альфы Центавры к нам не летят никакие трисоляриане. Однако все это совсем не мешает книге быть увлекательной. Она точно стоит того, чтобы ее прочитать и разобраться во всем самим.