Cestovanie vesmírom, protónový telefón či stabilita slnečnej sústavy. Astrofyzik vysvetľuje vedu v seriáli Problém troch telies

K Zemi sa blíži takmer neodvrátiteľná katastrofa, ktorá je však od súčasníkov vzdialená niekoľko generácií.

Ak vás frustruje odmietanie vedeckých poznatkov o zmene klímy a chceli by ste vidieť, ako vláda na riešenie vzdialenejšej, no ťažko popierateľnej hrozby, vyhradí všetky dostupné peniaze a počúva najlepšie mozgy sveta, môžete si pozrieť aspoň sci-fi seriál Problém troch telies. Už niekoľko týždňov patrí k najsledovanejším (aj) na slovenskom Netflixe.

V seriáli však hrozbu pre budúcnosť ľudstva nepredstavuje otepľovanie planéty, ale pre ľudskú predstavivosť o niečo hmotnejší a desivejší mimozemšťania.

V tomto článku vysvetľujeme spolu s astrofyzikom Norbertom Wernerom reálnu aj hypotetickú vedu, ktorá sa za sci-fi seriálom skrýva. Ak ste ho ešte nevideli alebo si pred jeho pozretím plánujete prečítať knihu, ktorá je jeho predlohou, čítajte ďalej na vlastné nebezpečie. Vysvetlenie niektorých vedeckých zápletiek totiž prezrádza aj časti deja.

Tri telesá a chaos

Seriál je natočený podľa rovnomennej knihy, prvého čínskeho sci-fi príbehu, ktorý výrazne prerazil v zahraničí a momentálne sa radí k najpopulárnejšej vedeckej fantastike súčasnosti.

Celkovo ide o knižnú trilógiu s názvom Spomienka na minulosť Zeme, ktorú napísal vyštudovaný inžinier Liou Cch’-sin. Podľa prvého dielu knihy s názvom Problém troch telies je natočená aj prvá séria seriálu.

Trailer k seriálu Problém troch telies. Zdroj – YouTube/Netflix

Čo je teda také problematické na troch telesách? Tento astrofyzikálno-matematický problém nastolil už Isaac Newton, keď v roku 1687 zadefinoval univerzálny gravitačný zákon. V ňom opisuje gravitačné sily, ktorými pôsobí jedno teleso na druhé. Táto rovnica umožnila astronómom modelovať vzťah medzi dvoma veľkými telesami, ako napríklad Zem a Slnko.

Ak je však veľkých telies viac, nastáva problém.

„Keď máme dve telesá, ktoré na seba navzájom gravitačne pôsobia a obiehajú okolo spoločného ťažiska, môžeme dopredu určiť, kde sa budú nachádzať na obežnej dráhe v ľubovoľnom čase. Pri troch telesách to už však na ľubovoľný čas dopredu predpovedať nedokážeme,“ vysvetľuje astrofyzik Norbert Werner, ktorý je fanúšikom knihy a s istými výhradami aj netflixového spracovania.

Werner je vedúcim výskumnej skupiny astrofyziky vysokých energií na Ústave teoretickej fyziky a astrofyziky Prírodovedeckej fakulty Masarykovej univerzity v Brne.

Priehrštie katastrof

Planéta, na ktorej sídli mimozemská rasa San-Ti Ren (z čínštiny ľudia troch sĺnk, respektíve Trojsolárčania), má presne tento problém. Ich domovská planéta obieha okolo troch sĺnk.

„Tieto tri slnká majú veľmi podobnú hmotnosť, čo znamená, že tam už jednoducho neexistuje žiadna stabilná konfigurácia,“ hovorí Werner.

Planéta teda môže mať nejaký čas stabilnú orbitu, no nikto nevie predpovedať, dokedy toto obdobie pokoja vydrží a kedy nastane nejaký katastrofický vesmírny pohyb, ktorý planétu zničí, vystrelí mimo systém či „iba“ vyhladí akýkoľvek život, ktorý sa na nej stihol vyvinúť.

„Môže sa stať aj to, že planéta narazí do jedného zo sĺnk, prípadne sa navzájom zrazia samotné slnká, či jedno z nich zo systému uletí,“ vymenúva vedec možné katastrofy nezlučiteľné ani s primitívnym životom, ako ho momentálne poznáme, nieto ešte s existenciou vyspelej civilizácie.

Mohlo by to nastať aj u nás?

San-Ti Ren sa preto rozhodnú planétu opustiť a hľadať stabilnejšiu vesmírnu sústavu. V takej sa nachádza aj Zem.

„Slnko nám jasne dominuje a obežná dráha Zeme okolo Slnka je relatívne stabilná,“ hovorí Werner.

Z nepredstaviteľne dlhodobého pohľadu to však nie je ideálne ani u nás. Zem sa totiž nachádza v takzvanej sústave n-telies (Slnko + planéty + asteroidy + ďalšie vesmírne telesá). Táto sústava je však relatívne stabilná, keďže Slnko je omnoho hmotnejšie než všetky telesá slnečnej sústavy a napríklad 333-tisíckrát hmotnejšie než Zem.

Tá ho obehne za jeden slnečný rok, čo je stabilných približne 365,24 dňa. Podľa Newtonovej rovnice by sme teda mohli predpovedať pozíciu Zeme v slnečnej sústave aj v budúcnosti.

Veľmi stabilné sú podľa Wernera aj obežné dráhy ostatných planét, keďže sú od seba relatívne ďaleko, vďaka čomu na seba navzájom vplývajú len málo. Na niekoľko desať alebo sto miliónov rokov dopredu teda vieme predpovedať obeh týchto planét veľmi spoľahlivo.

„Ak by sme však zobrali simuláciu slnečnej sústavy a pustili ju len s máličko rozličnými počiatočnými podmienkami – napríklad s polomerom dráhy Merkúra zmeneným o milimeter –, a nechali túto simuláciu bežať miliardu rokov, tak by sa v nejakom percente prípadov dráha Merkúra veľmi zmenila a mohol by naraziť do Slnka. To by vo vnútornej slnečnej sústave spôsobilo chaos,“ vysvetľuje hypotetickú situáciu vedec.

Vzhľadom na vek našej slnečnej sústavy a to, že Slnko bude existovať ešte ďalších päť miliárd rokov, si teda nemôžeme byť istí, že naša vnútorná slnečná sústava bude po celý čas taká stabilná ako dnes.

Nevyriešiteľný problém

Vráťme sa však k seriálu. Pre fiktívnu rasu San-ti sú podmienky na našej planéte neporovnateľne lepšie a stabilnejšie, a keď vo vesmíre zachytia signál vyslaný Zemou, namieria si to priamo k nám.

Aby nás na svoj príchod pripravili a vysvetlili svoju nepríjemnú situáciu, vytvoria pre pozemšťanov realistickú hru vo virtuálnej realite, v ktorej sa hráči snažia problém troch telies vyriešiť.

Keďže ide o nesplniteľnú úlohu, všetky civilizácie, ktoré sú v hre zasadené do ľudských dejín, sa končia katastrofou a vyhladením.

„Na ľubovoľný čas dopredu sa to jednoducho nedá spoľahlivo vypočítať pre viac ako dve telesá. Pri troch sa musia vo výpočtoch použiť rôzne triky a zjednodušenia, ale nevieme, či to tak bude v praxi naozaj fungovať,“ vysvetľuje astrofyzik Werner. V seriálových virtuálnych simuláciách sa to neúspešne snažia rozlúštiť aj Newton či matematik a kryptograf Alan Turing. Napríklad menením počiatočných podmienok pomocou ľudského počítača vytvoreného vojakmi.

Posolstvom hry pre pozemšťanov teda ostáva, že problém je riešiteľný len tak, že civilizácia opustí svoju nestabilnú sústavu a vydá sa hľadať vo vesmíre niečo príjemnejšie.

Podmienky pre život

Otázne je, či by v chaotickom systéme, ktorý rôznymi katastrofami pravidelne ničí prejavy života, takáto vyspelá civilizácia vôbec mohla vzniknúť. Trvá to totiž dosť dlho.

„Jednoduchý život je vo vesmíre asi veľmi rozšírený, no ten inteligentný si vyžaduje veľmi zložité podmienky a musí sa vyvíjať dlho. Napríklad my sme sa z primitívnych živočíchov vyvíjali asi tri miliardy rokov,“ povedal pre Denník N v minulosti jadrový fyzik a bývalý viceprezident Európskej organizácie pre jadrový výskum (CERN) Branislav Sitár.

„Zatiaľ poznáme len život na Zemi a ten vznikol veľmi skoro po vzniku Zeme. Zložitejšie formy sa vyvíjali omnoho dlhšie práve vďaka tomu, že podmienky na Zemi boli dlhodobo stabilné,“ dopĺňa Werner.

To, či hypoteticky môže existovať systém, kde sa zložitejšie formy života vyvinú rýchlejšie, nevieme. Vedci však vo všeobecnosti hľadajú mimozemský život práve na planétach, ktoré majú dlhodobo stabilné podmienky.

Kvantový telefón

Pri ceste na Zem využívajú San-Ti Ren rôzne vedecko-fantastické technológie, ktorými si pripravujú pôdu pre svoj príchod. Tie sú síce vedeckou fantastikou, no vychádzajú z reálnej vedy a pri troche fantázie či ohnutí súčasného poznania by aj mohli fungovať.

Podľa Wernera je aj vďaka tomu seriál Problém troch telies, rovnako ako celá trilógia, veľmi populárny medzi vedcami.

„Vidno, že autor má veľmi dobrý prehľad o vede a myšlienky, ktoré rozvíja, sú na nej založené,“ hovorí.

Príkladom je „protónový telefón“, pomocou ktorého sa mimozemšťania dozvedajú v reálnom čase o tom, čo sa deje na Zemi. Sú od nás síce ešte stále vzdialení štyri svetelné roky, no vďaka protónom nepotrebujú čakať, kým sa k nim signál zo Zeme dostane rýchlosťou svetla.

Jeden protón je „jednoducho“ na Zemi a s druhým protónom, ktorý je na vesmírnej lodi, si vymieňa informácie okamžite.

„Informácie sa San-Ti Ren dozvedajú pomocou kvantovo previazaných protónov. Samozrejme, v realite by kvantovo previazané protóny nemohli takto použiť, avšak je to veľmi zaujímavá myšlienka, lebo takáto kvantová previazanosť naozaj existuje,“ hovorí Werner.

V roku 2022 za ňu dokonca Alain Aspect, John Clauser a Anton Zeilinger získali Nobelovu cenu za fyziku. Vedci nezávisle od seba skúmali, prečo sa dve častice správajú, akoby boli jednou jednotkou, aj keď sú od seba vzdialené. Vďaka ich výskumu napreduje napríklad vývoj kvantových počítačov.

„Keď zmeníme stav jedného protónu a druhý protón je od neho stovky svetelných rokov ďaleko, stav druhého previazaného protónu sa v tom istom čase zmení tiež,“ vysvetľuje Werner, ako previazanosť funguje, a dodáva, že kniha obsahuje množstvo takýchto myšlienok na prahu reality a fikcie. „Aj keď do seriálu sa ich z knihy dostalo menej, stále to tam cítiť.“

V reálnom živote však takéto zapletené protóny neprenášajú informácie ako telefón. Zdieľajú len svoj stav, napriek tomu, že môžu byť od seba extrémne ďaleko.

Atómové výbuchy

Pozemšťania v seriáli (ani v realite) takúto technológiu k dispozícii nemajú, a keďže počiatočná mierová nálada návštevníkov netrvá dlho, ľudia im pošlú naproti iný typ špióna.

Problémom však zostáva fyzika, pretože na to, aby sa dostali k nejakým relevantným informáciám, potrebujú prekonať percento rýchlosti svetla. Jedna z hlavných hrdiniek preto vypočíta, ako sa môže vesmírna loď priblížiť rýchlosti svetla pomocou atómových výbuchov.

Aj táto myšlienka je založená na reálnej vede. V tomto prípade sme k realite ešte bližšie, keďže kozmická loď by sa dala pomocou jadrových výbuchov urýchľovať aj vďaka súčasnej fyzike.

„V 60. rokoch existoval projekt Orion, v rámci ktorého sa presne na toto robili štúdie. Potom však Sovietsky zväz a Spojené štáty podpísali dohodu o zákaze jadrových výbuchov vo vesmíre, atmosfére a v oceáne. Hneď potom bol projekt Orion zrušený,“ hovorí Werner.

Jadrové výbuchy sa nám totiž môžu vypomstiť aj z vesmíru.

Napríklad Spojené štáty robili nad Tichým oceánom pokus s názvom Starfish Prime vo výškach až niekoľko sto kilometrov. Neskôr to skúšal aj Sovietsky zväz. „Pri pokuse Starfish Prime narušil elektromagnetický impulz z výbuchu vodíkovej bomby telefónne spojenie na Havajských ostrovoch. Po teste sa odmlčala časť družíc, ktoré boli vtedy na obežnej dráhe, a následky výbuchu sa prejavili až na Novom Zélande,“ vysvetľuje vedec s tým, že v seriáli sa uvažovalo o urýchlení kozmickej lode až v oveľa väčšej vzdialenosti od Zeme.

Kniha alebo seriál?

Filmári, ktorí chcú dostať sci-fi príbehy z kníh na plátno, vždy vstupujú do nebezpečných vôd fanúšikov pôvodných príbehov.

Trilógia Spomienka na minulosť Zeme patrí k dielam, ktoré boli dlho považované za nesfilmovateľné. Až v roku 2023 vznikol čínsky televízny seriál Three-Body, ktorý bol v krajine veľmi populárny.

Netflixový Problém troch telies sa podľa správy na WhatsOnNetflix dostal medzi 10 najsledovanejších obsahov v 93 krajinách. Na Slovensku bol v marci jednotkou.

Norbert Werner ho považuje za celkom vydarený, aj keď mu prekáža, že niektoré scény sú oproti predlohe násilnejšie, ale aj to, že veľká časť deja je prenesená z Číny do súčasného Oxfordu.

„Čínske vystavanie príbehu bolo trochu iné, čo bolo pre mňa osviežujúce. Ale rozumiem tomu, že filmári sa snažili prispôsobiť západnému divákovi,“ hovorí vedec, ktorý sa ku knihe dostal zhodou okolností práve po návšteve univerzity Tsinghua, kde sa veľká časť deja odohráva.

Kritika z Číny

V Číne, kde je Netflix oficiálne nedostupný, sa však seriál stretol s oveľa väčšou kritikou. Komentáre na mikroblogovej platforme Weibo analyzoval napríklad britský denník Guardian.

Niektorí komentujúci namietali aj proti tomu, že Netflix presunul veľa dejových liniek do Spojeného kráľovstva a vytvoril viacero hlavých postáv s medzinárodným obsadením.

„Je to ploché a plytké. Zložitý sci-fi koncept je premenený na jednoduchú vizuálnu šou,“ napísal jeden komentujúci na Weibo a obvinil tvorcov z toho, že z čínskeho príbehu vytvorili klasický hollywoodsky príbeh „západného hrdinstva“.

Niektorí seriál kritizovali za to, že sa začína scénou, v ktorej na pódiu v areáli pekinskej univerzity Tsinghua ubije profesora fyziky na smrť jeho bývalá študentka. Stane sa tak pred početným publikom po tom, ako vedec odmietne zaprieť svoj výskum.

Napriek tomu, že verejné ponižovanie a mučenie „triednych nepriateľov“ Maovými Červenými gardami bolo počas kultúrnej revolúcie bežné, časť čínskej verejnosti takýto úvod seriálu považovala za snahu antagonizovať krajinu.

Podľa CNN niektorí diskutujúci obvinili producentov šou, že „pripravili celý podnos s knedľami len pre trochu octovej omáčky“, čo je populárne príslovie, ktoré sa používa na opis postranného motívu – v tomto prípade natočiť seriál len preto, aby mohol Čínu vykresliť v zlom svetle.

Našli sa však aj takí, ktorí písali, že scéna presne kopíruje zobrazenia v knihe – a je aj pravdivou rekonštrukciou histórie.

Samotný autor knihy Liou Cch’-sin pre New York Times povedal, že pôvodne chcel scénami z Maovej kultúrnej revolúcie začať aj knihu, no jeho čínsky vydavateľ sa obával, že pre to neprejde cez vládnych cenzorov. Tieto scény tak presunul až do stredu rozprávania. NYT ďalej píše, že anglický preklad knihy sa s autorovým súhlasom začína tak, ako to pôvodne zamýšľal. A rovnako sa začína aj seriál.

Pokračovanie je stále otázne

O tom, či bude sfilmovaný aj druhý diel trilógie, Netflix ešte oficiálne nerozhodol. Ak sa rozhodnete pokračovať druhým dielom knihy, Norbert Werner v nej sľubuje ešte viac prekvapivých myšlienok inšpirovaných vedou.

„Prvú knihu spätne hodnotím ako najmenej zaujímavú. Druhá s názvom Temný les rozvíja fascinujúcu myšlienku, že vesmír je nebezpečné miesto a viacero civilizácií tam pokope nemôže prežiť. Dať o sebe vedieť ostatným teda nemusí byť dobrý nápad.“

Vedec však dodáva, že s takouto myšlienkou sa v realite nestotožňuje.

„Vyrastal som na myšlienkach Carla Sagana, ktorý tvrdil, že civilizácia, ktorá sa nenaučí žiť sama so sebou v mieri, zničí samu seba. Takže ak by sme našli nejakú mimozemskú civilizáciu, ktorá sa ďalej rozvinula, prežila rapídny technologický rozvoj a nezničila samu seba, tak by sme sa od nej mali čo učiť,“ uzatvára vedec s tým, že azda nie je taký naivný ako jedna z hrdiniek čínskeho diela.