小說中「三體星系」原型——半人馬座α三合星系統想像圖。這裡會有外星文明嗎?
小說中三體人武器水滴模擬圖。科幻小說能否催生科學發現?河北日報資料片
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8月23日,我國科幻作家劉慈欣的小說《三體》獲得科幻文壇大獎雨果獎。雨果獎被譽為科幻小說界的諾貝爾獎,《盜夢空間》、《復仇者聯盟》、《權力的遊戲》等諸多科幻名著都曾獲此殊榮,劉慈欣是獲得該獎的首位亞洲人。《三體》被認為是迄今為止中文科幻界出現的最具影響力的科幻小說之一。
三體、黑域、智子、水滴、二向箔……翻開小說,看到這些奇幻的字眼時,你是否會腦洞大開?在《三體》中,劉慈欣融入了大量的前沿物理學理論,並在此基礎上加以延伸,樹立了硬派的科幻風格,向讀者呈現出一個個神秘莫測的科幻奇景。那麼這些科幻奇景與現代物理學有哪些聯繫?他們是否有可能成為現實呢?
河北日報、河北新聞網記者 陳誠
「三體」是什麼?現實宇宙中存在「三體星系」嗎?
在小說《三體》中,三體人居住在一個有三顆恆星的星系裡。由於三顆恆星處於無規律運轉狀態,不斷吞噬星系中的行星,造成行星上智慧生命不斷地重生和毀滅,最後只剩下三體文明存活下來。因此,三體人決定遷徙至外界星系,進犯最近的宜居行星——地球。
仰望星空,我們會發現一顆極為明亮的星星——半人馬座α,一個距離太陽只有4.22光年的恆星。這顆恆星所在的半人馬座α三合星系統是距離太陽系最近的恆星系統,也是小說中「三體星系」的原型。
「半人馬座α三合星系統由A、B、C三顆恆星組成,這個現實的星系相對穩定,並不像小說裡那樣混亂。」燕山大學物理學教授朱豔英說,它並不是標準的三體系統,而是一個雙星系統加一個衛星恆星。A星和B星以一個偏心率較大的橢圓軌道互相圍繞旋轉,公轉周期為79.9年。較小的C星(比鄰星)則在遙遠的0.2光年之外,以50萬年以上的周期圍繞A、B星的質量中心緩慢公轉。
實際上,三體是物理學中的著名現象。1900年,著名數學家希爾伯特提出了N體問題的特例——三體問題,時至今日,三體問題依然困擾著物理學界。
「三體問題是天體力學中的基本模型,即探究三個質量、初始位置和初始速度都為任意的可視為質點的天體,在相互之間萬有引力作用下的運動規律問題。」燕山大學物理學教授朱豔英表示,目前,三體問題仍得不到精確求解,無法預測所有三體問題的數學情景,只有幾種特殊情況已研究。
三體問題最簡單的例子就是太陽、地球、月球的關係,太陽系僅有一顆恆星——太陽,太陽的軌道恆定,地球的軌道恆定,地日的關係恆定,因此地球才能維持相對恆定的生存環境。那麼,劉慈欣筆下那樣毫無規律運轉的「三體星系」在現實宇宙中真的存在嗎?
據英國《新科學家》雜誌報導,距離地球大約4200萬光年的宇宙深處,存在著3個孤零零的星系,這三個星系的外圍被一團氫氣團包圍,一團無形的暗物質紐帶將它們關聯在一起。這個「三體星系」構成的「空洞集群」被科學家命名為VGS_31。天文學家表示,此前還從未在一個宇宙空洞區域內看到過這樣的星系系統。