“3 Body Matter”, bộ phim chuyển thể kinh phí lớn mới của Netflix từ loạt sách của Liu Cixin do những người sáng tạo đằng sau “Game of Thrones” chỉ đạo, đưa khoa học vào khoa học viễn tưởng.
Loạt phim tập trung vào các nhà khoa học khi họ cố gắng giải quyết một bí ẩn kéo dài hàng thập kỷ, các lục địa và thậm chí cả các thiên hà. Điều đó có nghĩa là “Vấn đề cơ thể 3” đưa ra một số khái niệm cơ học lượng tử và vật lý thiên văn khá phức tạp cho khán giả vì nó, đôi khi theo nghĩa đen, cố gắng đưa những ý tưởng này xuống trái đất.
Tuy nhiên, cốt lõi của bộ truyện là bài toán ba vật thể, một câu hỏi đã khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thế kỷ.
Chính xác thì bài toán ba vật là gì và tại sao nó vẫn chưa giải quyết được? Jonathan Blazek, trợ lý giáo sư vật lý tại Đại học Đông Bắc, giải thích rằng các hệ thống có hai vật thể tác dụng lực hấp dẫn lên nhau, cho dù chúng là hạt hay sao và hành tinh, đều có thể dự đoán được. Các nhà khoa học đã có thể giải quyết vấn đề hai vật thể này và dự đoán quỹ đạo của các vật thể kể từ thời Isaac Newton. Nhưng ngay khi thể thứ ba bước vào hỗn hợp, toàn bộ hệ thống sẽ rơi vào hỗn loạn.
“Bài toán ba vật là phát biểu rằng nếu bạn có ba vật hút nhau theo định luật hấp dẫn của Newton, thì không có lời giải dạng đóng tổng quát nào cho tình huống đó,” Blazek nói. “Những khác biệt nhỏ sẽ bị khuếch đại và có thể dẫn đến những hành vi cực kỳ khó đoán trong tương lai.”
Trong “Vấn đề cơ thể 3”, giống như trong cuốn sách của Cixin, đây là hiện thực đối với người ngoài hành tinh sống trong hệ mặt trời có ba mặt trời. Vì cả ba ngôi sao đều tác dụng lực hấp dẫn lên nhau nên cuối cùng chúng sẽ ném hệ mặt trời vào tình trạng hỗn loạn khi ném qua lại với nhau. Đối với Trisolarans, tên của những người ngoài hành tinh này, điều đó có nghĩa là khi một mặt trời bị ném ra xa, hành tinh của họ đóng băng và khi một mặt trời bị ném đến cực gần hành tinh của họ, nó sẽ bị đốt cháy. Tệ hơn nữa, vì vấn đề tam thể nên những chuyển động này hoàn toàn không thể đoán trước được.
Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã cân nhắc câu hỏi làm thế nào để xác định điểm khởi đầu ổn định cho ba vật thể hấp dẫn để tạo ra các quỹ đạo có thể dự đoán được. Vẫn chưa có giải pháp tổng quát nào có thể đưa ra khỏi lý thuyết và mô hình hóa trong thực tế, mặc dù gần đây các nhà khoa học đã bắt đầu tìm ra một số giải pháp có tính sáng tạo tiềm năng, bao gồm cả các mô hình dựa trên chuyển động của người say rượu.
“Nếu bạn muốn [dự đoán] hệ mặt trời sẽ làm gì, chúng ta có thể đặt tất cả các hành tinh và số lượng tiểu hành tinh mà chúng ta biết vào một mã máy tính và về cơ bản nói rằng chúng ta sẽ tính toán lực giữa mọi thứ và di chuyển mọi thứ về phía trước. một chút,” Blazek nói. “Điều này có hiệu quả, nhưng trong phạm vi mà bạn đang thực hiện một số phép tính gần đúng… tất cả những điều này cuối cùng sẽ bị hỏng và dự đoán của bạn sẽ trở nên không chính xác.”
Blazek cho biết bài toán ba vật đã thu hút các bộ óc khoa học vì đây là một bài toán có vẻ đơn giản. Hầu hết học sinh vật lý trung học đều học định luật hấp dẫn của Newton và có thể tính toán, dự đoán hợp lý chuyển động của hai vật thể.
Các hệ thống ba vật thể, và nhiều hơn các hệ thống ba vật thể, cũng xuất hiện khắp vũ trụ, vì vậy câu hỏi này cực kỳ phù hợp. Không cần tìm đâu xa ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Mối quan hệ giữa mặt trời, Trái đất và mặt trăng của chúng ta là một hệ ba vật thể. Nhưng Blazek cho biết vì mặt trời tác dụng lực hấp dẫn mạnh hơn lên Trái đất và Trái đất cũng làm như vậy trên mặt trăng, nên nó tạo ra một cặp hệ hai vật thể với quỹ đạo ổn định, có thể dự đoán được—hiện tại.
Blazek nói rằng mặc dù hệ mặt trời của chúng ta có vẻ ổn định nhưng không có gì đảm bảo rằng nó sẽ duy trì như vậy trong tương lai xa vì vẫn còn các hệ thống đa vật thể đang hoạt động. Những thay đổi nhỏ như một tiểu hành tinh va vào một trong các mặt trăng của Sao Mộc và làm thay đổi quỹ đạo của nó một chút cuối cùng có thể chuyển thành những thay đổi lớn hơn.
Điều đó không có nghĩa là nhân loại sẽ phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng giống như cuộc khủng hoảng mà người Trisolaran phải đối mặt trong “Vấn đề cơ thể 3”. Những thay đổi này diễn ra cực kỳ chậm, nhưng Blazek cho biết đó là một lời nhắc nhở khác về lý do tại sao những khái niệm này lại thú vị và quan trọng để suy nghĩ trong cả khoa học và khoa học viễn tưởng.
Blazek nói: “Tôi không nghĩ bất cứ điều gì sẽ xảy ra trong thang thời gian trong tuần của chúng ta hoặc thậm chí có thể là loài người của chúng ta - chúng ta gặp những vấn đề lớn hơn sự bất ổn của quỹ đạo trong hệ mặt trời của chúng ta”. “Tuy nhiên, điều đó có nghĩa là, nếu bạn nghĩ về hàng tỷ năm, trong khoảng thời gian đó, chúng ta không biết rằng quỹ đạo sẽ giữ nguyên như hiện tại. Rất có thể sẽ có một số bất ổn làm thay đổi cách mọi thứ trông như thế nào trong hệ mặt trời.”