Ich gehe davon aus, dass wir mittlerweile alle acht Folgen der Netflix-Adaption von Liu Cixins Roman „The Last Man“ durchgeschaut haben. Das Dreikörperproblem (und mit „wir“ meine ich Science-Fiction-Nerds). Die Serie ist vollgepackt mit Wissenschaft – vieles davon völlig übertrieben –, aber sie basiert auf Quantenmechanik und Astrophysik.
Die Serie kombiniert harte Science-Fiction mit einigen wilden, fantastischen Elementen, untersucht wissenschaftliche Theorien und geht auf Konzepte der theoretischen Physik ein, die weder bewiesen noch widerlegt wurden. Matt Kenzie, außerordentlicher Professor für Physik an der Universität Cambridge, fungierte als Drehbuchautor. Wissenschaftsberater hinter der Netflix-Serie. In seiner Rolle versuchte Kenzie sein Bestes, um die Zuschauer zufriedenzustellen, die möglicherweise die Berechnungen hinter dem von Jupiter reflektierten Signal noch einmal überprüfen, sowie diejenigen, die die wissenschaftlichen Erklärungen hinter der Handlung weder kennen noch sich dafür interessieren.
„Wir haben versucht, Möglichkeiten zu diskutieren, wie die Wissenschaft funktionieren kann, und wir möchten sicherstellen, dass wir auf dem Bildschirm nichts darstellen, was unmöglich erscheint oder mit den Gesetzen der Physik nicht machbar ist“, sagte Kenzie gegenüber Gizmodo. „Für viele dieser Dinge habe ich versucht, meine eigene Erklärung dafür zu finden, wie dies oder jenes passieren kann.“
Was ist das Dreikörperproblem?
Die Grundidee der Show basiert auf einem berüchtigten Problem der Physik, das sich auf jedes System mit drei Körpern bezieht, die alle eine erhebliche Gravitationskraft aufeinander ausüben, was schließlich zum Zusammenbruch des Systems führt. In der Planetenwissenschaft können die Umlaufbahnen dreier Himmelskörper chaotisch sein, sodass es nahezu unmöglich ist, ihre zukünftigen Positionen und Bewegungen genau vorherzusagen.
Schätzungen zufolge haben etwa 10 Prozent aller Sternensysteme drei Sterne. NASA. Wenn zwei Objekte mit ähnlicher Masse wie zwei Sterne einander umkreisen, ist es einfacher , ihre Rotation vorherzusagen, da sie eine stabile Umlaufbahn um ein gemeinsames Gravitationszentrum bilden. Das Vorhandensein eines dritten Objekts bringt allerdings alles durcheinander. Die drei Sterne fangen an, sich merkwürdig zu verhalten und wechselwirken auf unvorhersehbare Weise miteinander.
Ein Planet, der in einem unglücklichen Sternensystem festsitzt, kann im Gravitationsfeld zwischen den drei Sternen abdriften, statt um einen Stern zu kreisen. Dies würde zu extremen Bedingungen führen, da er zwischen den verschiedenen Sternen hin- und herspringt. In anderen Fällen, etwa in einem Drei-Sterne-System mit einem engen Doppelsternpaar und einem dritten Objekt in größerer Entfernung, herrschen auf den Planeten ebenfalls instabile Bedingungen. Aufgrund der sich ständig ändernden Entfernungen zwischen den Sternen können auf diesen Planeten weniger chaotische, aber dennoch erhebliche Gravitationskräfte herrschen.
Wie sieht ein Dreifachsternsystem aus?
In der Serie bewohnt eine vom Glück verfolgte außerirdische Zivilisation einen Planeten in einem Drei-Sterne-System, das Alpha Centauri ähnelt – dem der Erde am nächsten gelegenen Sternensystem, das 4,37 Lichtjahre entfernt ist und ebenfalls aus drei Sternen besteht. Alpha Centauri A und B bilden ein Doppelsternsystem und umkreisen einander in einem Zyklus von etwa 80 Jahren eng. Proxima Centauri, das deutlich weiter von diesem zentralen Paar entfernt liegt, beherbergt bis zu fünf Planeten. Einbeziehung eines Gesteinsplaneten in seine bewohnbare Zone„Die Serie geht davon aus, dass sich dort eine Lebensform entwickelt hat, und verwendet dieses Sternensystem als Stellvertreter, da es etwa die gleiche Anzahl Lichtjahre entfernt ist“, sagte Kenzie.
Im Jahr 2021 Astronomen bestätigten die Existenz eines Planeten, der in einem Drei-Sterne-System feststeckt der 1.800 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Der Planet, ein Gasriese ähnlich dem Neptun, umkreist seinen Mutterstern alle fünf Tage in ger Entfernung. Sein Mutterstern KOI-5A umkreist alle 30 Jahre einen nahen Stern KOI-5B während ein entfernterer Stern KOI-5C dieses Paar alle 400 Jahre einmal umkreist.
Bereits 2016 legte ein Forschungsteam Beweise vor Anspruch erhebend die Existenz eines stabilen Drei-Sternen-Systems und mit einem Planeten darin. Das Papier wurde schließlich zurückgezogen weil das zunächst als Planet identifizierte Objekt sich als schnell bewegender Hintergrundstern entpuppte.
In seiner fiktiven Umlaufbahn zwischen den drei Sternen durchläuft der Planet von San-Ti Perioden des Chaos und der Stabilität. Die fremde Welt befindet sich in einer stabilen Ära, wenn sie eine Sonne umkreist, tritt jedoch in ihre chaotische Ära ein, wenn die Schwerkraft einer anderen Sonne sie wegreißt. und der Planet beginnt, im Gravitationsfeld zwischen den drei Sternen zu wandern. Während dieser chaotischen Ära werden die Lebensbedingungen auf dem Planeten San-Ti unerträglich, da die Temperaturen extrem sind und zwischen zu heiß und zu kalt schwanken, als dass Leben gedeihen könnte.
Könnte es auf dem San-Ti-Planeten Leben geben?
Wenn Menschen dort leben würden, hätten wir große Schwierigkeiten, uns an die chaotischen und stabilen Epochen anzupassen, die auf dem fiktiven Planeten in der Serie herrschen. Es ist unwahrscheinlich, dass erdähnliches Leben die nötige Widerstandsfähigkeit entwickeln könnte, um einen Temperaturanstieg von 200 Grad über Nacht zu überleben. Darüber hinaus erscheint die Fähigkeit, unseren gesamten Körper zu „dehydrieren“ und schrumpfen zu lassen, nur um ihn, sobald der Planet abkühlt, durch einen Sprung ins Wasser zu „rehydrieren“ und wiederzubeleben, höchst unwahrscheinlich.
„Evolutionär gesehen würde das eine Art auslöschen, die sich entwickelt hat“, sagte Kenzie. „Allerdings scheint es in der Serie eine Art zu geben, die irgendwie eine Widerstandsfähigkeit dagegen entwickelt hat und sich weiterentwickeln konnte.“
Theoretisch würde die chaotische Umlaufbahn eine Atmosphäre schaffen, in der komplexe Organismen nicht gedeihen können. Aber andererseits betrachten wir das Leben auf anderen Planeten durch die Linse der Erde, und vielleicht basieren nicht alle Lebensformen im Universum auf Kohlenstoff, oder die Lebewesen haben sich möglicherweise physisch und biologisch anders entwickelt als auf unserem Heimatplaneten. Allerdings haben Bärtierchen auf der Erde eine Reihe von Toleranzen entwickelt und können, wie die Bewohner von San-Ti, längere Phasen der Dehydrierung überleben.
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Insgesamt sind sich Wissenschaftler einig, dass für die Existenz jeglicher Lebensform auf einem anderen Planeten Wasser auf dessen Oberfläche erforderlich ist. Damit ein Planet Wasser haben kann, muss er seinen Mutterstern in der bewohnbaren Zone umkreisen, die auch als Goldlöckchen-Zone bezeichnet wird. Dort ist es weder zu heiß noch zu kalt, damit Leben gedeihen kann. In Drei-Sterne-Systemen ist die bloße Existenz eines Planeten bereits selten genug, und für diesen Planeten ist es eine noch größere Herausforderung, seinen Stern innerhalb der bewohnbaren Zone zu umkreisen.
Die Serie hält sich jedoch nicht mit Details auf. Stattdessen schafft sie eine clevere Möglichkeit, das Nachdenken darüber zu umgehen, wie eine außerirdische Zivilisation in einem Dreifach-Sternensystem aussehen würde. Die Außerirdischen in der Serie werden durch ein Virtual-Reality-Headset betrachtet und sehen im Spiel wie wir aus, aber ihre wahre Gestalt wird nie enthüllt. „Es ermöglicht einem eine gewisse kreative Freiheit, weil man den Planeten nicht so darstellen muss, wie er ist“, sagte Kenzie.
Für einen Teilchenphysiker wie Kenzie war es eine unterhaltsame Übung, sich Leben auf einem anderen Planeten vorzustellen, aber wie er sagte, gibt er seinen Job nicht auf. „Ich neige dazu, mir nicht zu viele Sorgen zu machen und mir vorzustellen, wie andere außerirdische Spezies aussehen, sondern gebe mich damit zufrieden, dass es sie geben muss“, sagte Kenzie.
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