現(xiàn)實(shí)中的“三體世界”在哪兒

張雨晨

從動(dòng)畫(huà)到電視劇，《三體》最近備受關(guān)注。

那么現(xiàn)實(shí)中，“三體星系”是否真實(shí)存在？那里又有沒(méi)有“亂紀(jì)元”？

三體人的家，原來(lái)離我們?nèi)绱酥敖?/p>

《三體》的書(shū)名來(lái)源于一個(gè)由三顆恒星組成的系統(tǒng)——半人馬座α，又名南門二。

半人馬座α是距離太陽(yáng)最近的一個(gè)恒星系統(tǒng)，這位鄰居離我們只有4.3光年遠(yuǎn)。

因?yàn)殡x得近，半人馬座α在夜空中就顯得很亮，它的亮度在恒星中僅次于天狼星和老人星，排名第三。不過(guò)，它在天空中的位置太靠“下”了，在我國(guó)，只有南方幾個(gè)省份的人能夠看到它。

半人馬座α一直是科幻作品中的座上賓，除了《三體》之外，《流浪地球》中地球的目的地，是它；《阿凡達(dá)》中的潘多拉星球，也在這里；甚至連《銀河系漫游指南》中的外星人都對(duì)地球人說(shuō)：“你們連半人馬座α都沒(méi)有去過(guò)？這也太差勁了！”

在《三體》小說(shuō)中，三體人把行星受到三顆恒星共同作用的時(shí)期，稱為亂紀(jì)元。處于亂紀(jì)元的三體星，季節(jié)、晝夜都處于無(wú)法預(yù)測(cè)的混沌狀態(tài)。

與亂紀(jì)元相對(duì)的，是恒紀(jì)元，恒紀(jì)元出現(xiàn)的標(biāo)志是兩顆飛星（天空中的兩個(gè)亮點(diǎn)），這意味著有兩個(gè)恒星飛遠(yuǎn)了，三體行星暫時(shí)只會(huì)受到一顆恒星的影響，就像現(xiàn)在的地球一樣。

但是，如果三體人真的生活在半人馬座α系統(tǒng)中，他們其實(shí)根本無(wú)須擔(dān)憂亂紀(jì)元的發(fā)生。

在三顆恒星中，半人馬座α-A、半人馬座α-B和我們的太陽(yáng)差不多大，它們自己組成了一個(gè)雙星系統(tǒng)，相互旋繞。

第三顆星半人馬座α-C，是一顆比太陽(yáng)小、暗的紅矮星，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)地圍繞著這個(gè)二星系統(tǒng)運(yùn)行。這個(gè)“遠(yuǎn)遠(yuǎn)地”是非常的遠(yuǎn)，大約有15000個(gè)天文單位，這個(gè)距離是一個(gè)什么概念？

現(xiàn)在飛離太陽(yáng)系最遠(yuǎn)的人類探測(cè)器旅行者1號(hào)，用了41年也才飛出去不到150個(gè)天文單位，如果你在半人馬座α-C上看另外兩個(gè)恒星，那就是璀璨星空中兩個(gè)普通的小亮點(diǎn)。

兩個(gè)恒星的系統(tǒng)，可以穩(wěn)定運(yùn)行，它們會(huì)繞著共同的質(zhì)心旋轉(zhuǎn)，跟著它們，三體人可以過(guò)得很好，如果跟著遠(yuǎn)處的恒星C，也用不著擔(dān)心遠(yuǎn)處兩顆恒星的影響，生活一樣滋潤(rùn)。

流浪，到三體星去……嗎

“看，孩子們，那就是半人馬座，那就是比鄰星，那就是我們的新家！”——《流浪地球》

在小說(shuō)《流浪地球》里，因?yàn)樘?yáng)要發(fā)生“氦閃”，人類不得不舉“球”遷移。人類最終的目的地是比鄰星系統(tǒng)，也就是半人馬座α-C，那顆遠(yuǎn)遠(yuǎn)繞著兩個(gè)兄弟運(yùn)行的紅矮星。它如同太陽(yáng)系一樣，周圍也有幾顆小行星。

人類選擇這里，不僅是因?yàn)榻?，還因?yàn)楸揉徯堑膲勖忍?yáng)長(zhǎng)得多。它無(wú)論質(zhì)量還是體積和溫度，都比太陽(yáng)弱小得多，因此它的核聚變非常緩慢，壽命可達(dá)千億，甚至萬(wàn)億年，而宇宙現(xiàn)在的壽命不過(guò)才138億歲。

另外，紅矮星即使到了暮年，也不會(huì)像太陽(yáng)那樣變?yōu)橐活w巨大的紅巨星，所以地球待在它旁邊絕對(duì)安全。

如此看來(lái)，劉慈欣是為人類找了一個(gè)好的歸宿嗎？其實(shí)并非如此。

因?yàn)榧t矮星的聚變反應(yīng)很弱，所以它向外輻射出的能量很少，宜居帶（能讓水保持液體狀態(tài)的區(qū)域）也就離恒星非常近。比鄰星b是人類發(fā)現(xiàn)的一顆處于比鄰星宜居帶內(nèi)的星球，它幾乎是“貼著”比鄰星飛行，兩者之間的距離只有水星距離太陽(yáng)距離的八分之一。

在如此近的軌道上運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)可怕的結(jié)果。一是比鄰星b就像水星一樣被恒星的潮汐鎖定了——它的一面永遠(yuǎn)朝向恒星，一面卻永無(wú)天日；二是比鄰星的脾氣非常大，2017年時(shí)，人們觀測(cè)到比鄰星爆發(fā)了強(qiáng)烈耀斑：它的亮度在10秒內(nèi)增大了1000倍，比鄰星b因此受到的輻射，要比平時(shí)地球受到的太陽(yáng)耀斑輻射強(qiáng)度高出4000倍，如此強(qiáng)大的破壞力，估計(jì)就連三體文明也會(huì)被直接摧毀。

如此看來(lái)，我們還是再走一段時(shí)間，去半人馬座α的那個(gè)雙星系統(tǒng)里定居吧。

“繁星是無(wú)法超越的”

在《三體》小說(shuō)中，三體人之所以要來(lái)占領(lǐng)地球，核心原因是他們無(wú)法解決三體問(wèn)題。

所謂三體問(wèn)題，就是三顆恒星在一起的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，三體人需要用這個(gè)規(guī)律預(yù)測(cè)未來(lái)，為惡劣的天氣做準(zhǔn)備。三顆恒星加上三體的行星，其實(shí)是四體問(wèn)題，但行星相對(duì)恒星來(lái)說(shuō)質(zhì)量很小，在模型里就被簡(jiǎn)化掉了。

看似簡(jiǎn)單的三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)則異常復(fù)雜，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在相互影響，軌跡變化毫無(wú)規(guī)律。

自從牛頓力學(xué)體系創(chuàng)立以來(lái)，三體問(wèn)題一直困擾著各位大牛，直到1899年，被譽(yù)為“最后一位物理學(xué)和數(shù)學(xué)通才”的龐家萊用一篇論文給三體問(wèn)題定了性：這個(gè)問(wèn)題，無(wú)解！

而且如同天氣這樣一個(gè)混沌系統(tǒng)，在混沌系統(tǒng)中，一個(gè)微小改變的影響，會(huì)成倍增加，短時(shí)間內(nèi)這個(gè)倍數(shù)就會(huì)達(dá)到一個(gè)天文數(shù)字，無(wú)論是人，還是計(jì)算機(jī)，都無(wú)法計(jì)算這些影響。

三體問(wèn)題就是這樣一個(gè)混沌系統(tǒng)，宇宙中的每顆星球，甚至是每粒塵埃的擾動(dòng)，乃至三體星人的一次呼吸、一個(gè)動(dòng)作，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，都會(huì)對(duì)三顆恒星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生風(fēng)暴般、決定性的影響，讓預(yù)測(cè)失去意義。

正如龐家萊在他關(guān)于三體問(wèn)題的論文開(kāi)頭所寫(xiě)——“繁星是無(wú)法超越的！”

（摘自“中國(guó)國(guó)家地理BOOK”微信公眾號(hào)，一刀圖）