Ç’është në të vërtetë “Problemi i tre trupave”, serialit më të ndjekur për momentin?

Nga Emanuele Menietti, Il Post

“Problemi i tre trupave”, është seriali i ri fantastiko-shkencor i paltformës Netflix. Është ndër më të shumëpriturit e këtij viti, i frymëzuar nga romani me të njëjtin titull i shkrimtarit kinez Liu Cixin. Ai i referohet njërës prej çështjeve më të njohura dhe më të diskutuara të mekanikës qiellore, disiplinës shkencore që studion lëvizjen e planetëve, satelitëve, asteroidëve dhe trupave të tjerë me një qasje fiziko-matematikore.

“Problemi i vërtetë me tre trupa” është qendror në historinë e librit, dhe ka gjithashtu një rëndësi të caktuar në serialin televiziv, që megjithatë ka marrë njëfarë leje për t’u distancuar pjesërisht nga ngjarjet e imagjinuara nga Liu Cixin.

Duke lëvizur midis të shkuarës, së tashmes dhe së ardhmes, librin rrëfen mbi kontaktin e njerëzimit me një qytetërim alien, i cili jeton në një sistem diellor të ndryshëm nga i yni. Një nga protagonistët e historisë, zbulon atë që duket të jetë një video-lojë, ku duhet të përpiqet të mbijetojë në një qytetërim që jeton në një planet të caktuar, ku “Epokat e Rendit” ndjekin njëra-tjetrën.

Ku ndërrimi i ditës me natën por edhe i stinëve është i rregullt, ku ka periudha në të cilat ka “Epoka të Kaosit”, dhe ku stinët dhe ditët kanë kohëzgjatje shumë të ndryshme dhe të parregullta. Në “Epokat e Rendit” qytetërimi përparon dhe zhvillohet, ndërsa në “Epokat e Kaosit”, ai shfaroset nga kushtet e pajetueshme në të cilat përfundon planeti.

Simulimet e video-lojërave vazhdojnë në një pjesë të mirë të librit, ndërsa ndodhin gjëra të tjera në nivele dhe epoka të ndryshme narrative, të cilat na ndihmojnë të kuptojmë se çfarë është në të vërtetë kjo lojë. Vështirësia qëndron në faktin se bota e video-lojës ndodhet në një sistem prej tre yjesh, të cilët ndërveprojnë gravitacionalisht me njëri-tjetrin, dhe kësisoj ndikojnë edhe në orbitën e planetit, e cila alternon faza më të qëndrueshme me faza të tjera në të cilat kaosi, me dimrin shumë të gjatë e të ftohtë, ditët me momente drite që zgjasin disa çaste apo që vazhdojnë për një kohë të gjatë, përcaktojnë fundin (ose më mirë gjendjen e pezullimit) të një pjese të mirë të jetës.

“Problemi i tre trupave”, ka të bëjë pikërisht me vështirësinë e parashikimit të saktë të mënyrës së lëvizjes së tre trupave qiellorë, dhe evolucionit të sistemit që ata përbëjnë. Është një çështje që ka intriguar për shekuj me radhë matematikanët, astronomët dhe astrofizikanët dhe që ndryshe nga sa imagjinohet, nuk është gjithmonë e pazgjidhshme.

Duke u thelluar në të, me kalimin e viteve është mundur të kuptojmë më mirë se si funksionojnë orbitat e trupave qiellorë, dhe mbi të gjitha të kuptojmë se si t’i shfrytëzojmë ato. Për shembull, për të menaxhuar misionet hapësinore ndërplanetare me sonda të krijuara për të eksploruar sistemin tonë diellor.

Siç e mësojmë në shkollë, Dielli është deri tani objekti më i madh në sistemin tonë diellor. Duke pasur parasysh aftësinë për të tërhequr trupa të tjerë (ndërveprimi gravitacional në kuptimin e fizikës klasike, ose më thjesht ajo që ne e quajmë “forca e gravitetit”) varet shumë nga masa.

Dielli arrin që të mbajë rreth vetes planetët (në terma kozmikë) dhe t’i detyrojë ata të orbitojnë rreth vetes. Planetët prodhojnë gjithashtu ndërveprime gravitacionale midis tyre, por të gjitha këto janë të papërfillshme, pasi masa e tyre është e pakrahasueshme me atë të Diellit (masa e këtij të fundit, është më shumë se 330 mijë herë më e madhe se ajo e Tokës).

Në fund të shekullit XVII, matematikani dhe fizikani anglez Isak Njuton krijoi ekuacionet mbi lëvizjen dhe gravitetin e trupave qiellorë, që të mund të llogariste në parim pikën në të cilën një trup që rrotullohet rreth tjetrit. Në të do të gjendej në një kohë të caktuar momenti i njohjes së pozicionit të fillimit, shpejtësisë dhe disa ndryshoreve të tjera.

Ligjet e lëvizjes së Njutonit, bazoheshin tek puna dhe studimet e kryera më parë nga shkencëtarë të tjerë të rëndësishëm si astronomi gjerman Kepler, i cili kishte formuluar ligjet që rregullonin lëvizjet e planetëve. Duke përdorur ligjet dhe ekuacionet e Njutonit, mund të llogariten saktësisht orbitat e përshkruara nga dy trupa të lidhur nga një ndërveprim gravitacional.

Format e këtyre orbitave mund të jenë një rreth, një elips, një parabolë dhe çdo seksion tjetër konik. Për shembull, Toka, përshkruan një orbitë eliptike rreth Diellit. Ligjet e Njutonit ofrojnë zgjidhje të thjeshta kur shqyrtojmë një skenar, në të cilin ekzistojnë vetëm dy trupa qiellorë që ndërveprojnë me njëri-tjetrin në të gjithë Universin.

Pra një “sistem me dy trupa”. Dhe sapo përpiqeni të shtoni një trup të tretë, gjërat ndërlikohen shumë, sepse orbitat bëhen të parregullta dhe shpesh të paparashikueshme në një periudhë afatgjatë. Në këtë rast, njohja e pozicionit fillestar të trupave dhe shpejtësia e tyre nuk mjafton më për të bërë parashikime të sakta, pasi gjithçka bëhet kaotike gjithmonë pas një periudhe të caktuar kohore dhe njëri nga tre trupat përjashtohet nga sistemi.

Sigurisht, çdo sistem me më shumë se dy trupa është problematik. Ndaj përgjithësisht flasim për “problemin e trupit n”, ku “n” tregon çdo numër. Është një pyetje që ka magjepsur dhe munduar shumë matematikanë, fizikanë dhe astronomë që nga koha e Njutonit, kur njerëzit filluan të pyesnin veten se si të parashikonin orbitat e trupave qiellorë në sisteme më komplekse.

Dhe nuk ishte vetëm një pyetje teorike. Për shembull, parashikimi i lëvizjeve të Hënës dhe planetëve, ishte thelbësor për lundrimin në det, dhe kohët e fundit është bërë thelbësor për organizimin e misioneve hapësinore. Në fakt, një sistem me trupa të shumtë qiellorë mjaftueshëm larg njëri-tjetrit, mund të imagjinohet si një seri sistemesh me dy trupa.

Në rastin e sistemit diellor, kjo punë lehtësohet nga prania e një ylli të vetëm, Diellit, që siç

e pamë ka një ndikim të fortë tek gjithçka tjetër pikërisht për shkak të masës së tij të madhe. Prandaj, ne mund të konsiderojmë përafërsisht sistemet e dy trupave që përfshijnë gjithmonë Diellin dhe një nga planetët e tjerë, duke lënë pas dore gjithçka tjetër.

Në këtë mënyrë ne kemi një sistem diellor, në të cilin çdo planet ka një orbitë eliptike rreth Diellit siç parashikohet nga ligjet e Keplerit. Ky është një përafrim më se i pranueshëm për horizontin kohor të ekzistencës sonë, duke pasur parasysh se çdo ndryshim në orbita për shkak të ndërveprimeve minimale gravitacionale bëhet i dukshëm gjatë miliona në mos miliarda vjetësh.

Gjithsesi, ka metoda për të punuar mbi problemin e tre trupave, dhe për të arritur rezultate që janë sa më afër realitetit. Një pjesë shumë e vogël e trajektores mund të llogaritet me saktësi. Ndaj nëse e ndani të gjithë problemin në seksione të vogla, mund të llogaritni lëvizjet e të gjithë trupave në sistem në një interval të shkurtër kohor, dhe t’i përditësoni ato ndërsa llogaritni seksionet.

Në vitin 2009, një grup kërkimor kreu një simulim që shkaktoi shumë diskutime. Ai mblodhi sa më shumë informacione që mundi për sistemin tonë diellor, dhe u përpoq të parashikonte se çfarë mund të ndodhte me secilin planet që e përbën atë në 5 miliardë vitet e ardhshme.

Grupi kreu më shumë se 2 mijë simulime, duke u nisur gjithmonë nga të njëjtat kushte, përveç njërit:distancës midis Diellit dhe Mërkurit, planetit më të afërt me yllin tonë. Në çdo simulim, ajo ndryshohej me disa milimetra për të parë nëse në një afat shumë të gjatë, ky ndryshim mund të kishte ndonjë pasojë për pjesën tjetër të planetëve (distanca mesatare midis Diellit dhe Mërkurit është 58 milionë kilometra).

Në 1 për qind të simulimeve, orbita e Mërkurit ndryshoi me kalimin e kohës, deri në pikën

që planeti mund të përplasej me Diellin ose fqinjin tjetër më të afërt, planetin Venus. Në një simulim, ndryshimi fillestar në orbitën e Mërkurit ishte i mjaftueshëm për të destabilizuar të gjithë sistemin e brendshëm diellor, i cili përveç Mërkurit dhe Venusit përfshin Tokën, Hënën, Marsin dhe dy satelitët e tij.

Siç e pamë, problemi mund të zgjidhet në një farë mënyre, por nuk është ende një çështje e parëndësishme, dhe aty ku hasen kufij të këtij lloji, shpeshherë vendin e zënë konsideratat filozofike. Për ta thënë me fjalët e Liu Cixin në romanin e tij: “A duhet që filozofia të udhëheqë eksperimentet, apo eksperimentet duhet ta udhëheqin filozofinë?”. /tesheshi.com/