Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Problemen met het 3-lichaamsprobleem? Experts bespreken natuurkunde en wiskunde achter de populaire Netflix-show

Credit:AI-gegenereerde afbeelding

De sciencefictiontelevisieserie 3 Body Problem, de nieuwste van de makers van HBO's Game of Thrones, is sinds zijn debuut vorige maand de meest bekeken serie op Netflix geworden. Gebaseerd op de bestseller-trilogie Remembrance of Earth's Past van de Chinese computeringenieur en auteur Cixin Liu, laat 3 Body Problem kijkers kennismaken met geavanceerde concepten in de natuurkunde in dienst van een spannend verhaal over onderzoekspolitiewerk, internationale intriges en de dreigende dreiging van een buitenaards wezen. invasie.



Maar hoe nauw komt het verhaal van 3 Body Problem overeen met de wetenschap waarop het is gebaseerd? De naam van de show komt van het drielichamenprobleem, een wiskundig probleem in de natuurkunde dat lang als onoplosbaar werd beschouwd.

Natuurkundige Djordje Minic van Virginia Tech zegt:‘Het drielichamenprobleem is een zeer bekend probleem in de klassieke en hemelse mechanica, dat teruggaat tot Isaac Newton. Het gaat om drie hemellichamen die op elkaar inwerken via de zwaartekracht – dat wil zeggen de wet van de zwaartekracht van Newton. In tegenstelling tot wiskundige voorspellingen van de bewegingen van systemen met twee lichamen, zoals aarde-maan of aarde-zon, heeft het drielichamenprobleem geen analytische oplossing."

"Aan het einde van de 19e eeuw bracht het werk van de grote Franse wiskundige Henri Poincaré over het drielichamenprobleem de geboorte voort van wat bekend staat als de chaostheorie en het concept van het 'vlindereffect'."

Zowel de romans als de Netflix-show bevatten een visualisatie van het drielichamenprobleem in actie:een zonnestelsel dat bestaat uit drie zonnen die in een grillige baan om elkaar heen draaien. Luchtvaart- en ruimtevaartingenieur en wiskunde-expert Shane Ross van Virginia Tech besprak de vrijheden die het verhaal kent met de wetenschap die het informeert.

‘Er zijn geen configuraties bekend van drie massieve sterren die een grillige baan zouden kunnen behouden,’ zei Ross. ‘Er was een grote doorbraak zo’n twintig jaar geleden toen een oplossing in de vorm van een acht voor het drielichamenprobleem werd ontdekt, waarbij drie even grote sterren elkaar achtervolgen op een achtvormige baan. Cixin Liu verwijst zelfs naar hierop in zijn boeken. Voortbouwend op die ontwikkeling vonden andere wiskundigen andere oplossingen, maar in beide gevallen is de beweging niet chaotisch."

Ross legde uit:‘Het is zelfs nog onwaarschijnlijker dat een vierde hemellichaam, een planeet, zich in een baan rond dit systeem van drie sterren zou bevinden, hoe grillig ook – het zou ermee botsen of uit het systeem worden gestoten. De situatie in het boek zou, wees daarom een ​​oplossing voor het 'vierlichamenprobleem', waarvan ik vermoed dat het niet helemaal de juiste klank had om als titel te gebruiken."

“Bovendien is een stabiel klimaat zelfs op een aardachtige planeet onwaarschijnlijk. Bij de laatste telling zijn er minstens honderd onafhankelijke factoren nodig om een ​​aardachtige planeet te creëren die het leven ondersteunt zoals wij dat kennen,” zei Ross.

‘We hebben het geluk gehad dat we al zo’n 10.000 jaar het meest stabiele klimaat in de geschiedenis van de aarde hebben gehad, wat ons doet denken dat klimaatstabiliteit de norm is, terwijl het in feite de uitzondering is. Het is waarschijnlijk geen toeval dat dit samenviel met de opkomst van de klimaatverandering. geavanceerde menselijke beschaving."

Aangeboden door Virginia Tech