پرتاب موشک به سوی نزدیک‌ترین همسایه ستاره‌ای ما، موضوعی است که در نتفلیکس به آن پرداخته شده و از ویژگی‌های مشترکی برخوردار است. همه آن‌ها می‌بایست با «مسئله سه جسم» که یک چالش بنیادی در فیزیک به حساب می‌آید، دست و پنجه نرم کنند. اما این مسئله به خودی خود چه مفهومی دارد؟
به نقل از اسپیس، مسئله سه جسم، سیستم‌هایی را توصیف می‌کند که متشکل از سه جسم هستند که به صورت متقابل بر یکدیگر نیروی گرانشی وارد می‌کنند. بیلی کوارلز (Billy Quarles)، پژوهشگر در حوزه پویایی اجرام آسمانی از دانشگاه ایالتی والدوستا در جورجیا، اذعان دارد که اگرچه مسئله در ظاهر قدری ساده به نظر می‌آید، اما در واقع یک معضل بسیار پیچیده و «اولین چالش جدی نیوتن» محسوب می‌شود.
در یک سیستم سیاره‌ای شامل فقط دو جرم، مانند سیاره و ستاره، محاسبه حرکات آن‌ها به دور یکدیگر نسبتاً آسان است: این دو جرم غالباً در مسیری شبیه یک دایره به دور مرکز جرم خود می‌چرخند و به صورت دوره‌ای به نقطه شروعشان بازمی‌گردند. اما اگر جسم سومی به عنوان یک ستاره اضافی وارد این مجموعه شود، وضعیت به شدت پیچیده‌تر خواهد شد. جسم سوم قادر است دو جسم دیگر را که در حال گردش به دور یکدیگر هستند، جلب کند و آن‌ها را از مسیرهای متعارف خود منحرف نماید.
حرکت این سه جسم نه تنها به موقعیت، سرعت و جرم آن‌ها بستگی دارد، بلکه حتی کوچک‌ترین تغییر در یکی از این پارامترها می‌تواند حرکات آن‌ها را به شدت تحت تأثیر قرار دهد.
شین راس (Shane Ross)، ریاضیدان کاربردی در ویرجینیا تک، می‌گوید: اینگونه تصور کنید که در حال قدم زدن بر لبه یک قله کوه هستید. با ایجاد یک تغییر جزئی، ممکن است به راست بیفتید یا به چپ. این دو نقطه شروع نزدیک به هم، می‌توانند به نتایجی کاملاً متفاوت منجر شوند.
راس همچنین اشاره می‌کند که هیچ معادله‌ای وجود ندارد که به تنهایی قادر به حل این مسئله باشد و محدودیت‌های حرکت جسم‌ها این امر را پیچیده‌تر می‌کند.
با این حال، برخی راه‌حل‌ها برای مشکل سه جسم شناسایی شده است. به عنوان مثال، اگر شرایط اولیه به درستی تنظیم شود، سه جسم با جرم‌های برابر می‌توانند به شیوه‌ای منظم یکدیگر را در مداری هشتمی دنبال کنند. با این وجود، این نوع راه‌حل‌ها به ندرت در سیستم‌های واقعی در فضا مشاهده می‌شود.
برخی شرایط می‌تواند تحلیل مسئله سه جسم را تسهیل کند. مثلاً دنیای تخیلی لوک اسکای واکر در «جنگ ستارگان»، یعنی تاتوین، جایی است که یک سیاره به دور دو خورشید می‌چرخد. این دو ستاره و سیاره یک سیستم سه جسمی را تشکیل می‌دهند. اما اگر سیاره به اندازه کافی از این دو ستاره فاصله داشته باشد و به دور هر دو بچرخد، مسئله می‌تواند به سادگی حل شود.
کوارلز می‌افزاید: در مورد تاتوین، وقتی شما به اندازه کافی از هر دو ستاره فاصله داشته باشید، می‌توانید این سیاره را مانند یک ستاره بزرگ تصور کنید. این سیاره به ستارگان نیروی قابل توجهی وارد نمی‌کند چرا که جرم کمتری دارد و بنابراین این سیستم به نوعی با یک مسئله دو جسم مشابه خواهد بود که حل آن بسیار ساده‌تر است. تاکنون، دانشمندان موفق به شناسایی بیش از دوازده سیاره فراخورشیدی مشابه تاتوین شده‌اند.
با این حال، غالباً مدارهای سه جسم هرگز به طور واقعی پایدار نمی‌مانند و مشکل سه جسم با یک انفجار «حل» می‌شود. به گفته کوارلز، نیروهای گرانشی می‌توانند باعث برخورد یکی از دو جسم از این سه جسم شوند یا اینکه یکی از آن‌ها را برای همیشه به مدار خارج پرتاب کنند که احتمالاً منجر به شکل‌گیری سیارات سرگردان می‌گردد که در حال گردش به دور هیچ ستاره‌ای نیستند. به واقع، هرج و مرج سه جسمی ممکن است در فضا به قدری شایع باشد که محققان تخمین می‌زنند تعداد سیارات سرگردان ممکن است ۲۰ برابر تعداد ستاره‌های کهکشان ما باشد.
محققان می‌توانند از کامپیوترها برای تقریب حرکات بدن‌ها در یک سیستم سه جسمی بهره‌برداری کنند. این فناوری به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا پیش‌بینی کنند که موشکی که به مدار زمین پرتاب می‌شود چگونه حرکت می‌کند و همچنین سرنوشت یک سیاره در سیستمی با چندین ستاره را تحلیل کنند.
شاید شما نیز کنجکاو باشید که آیا موجوداتی می‌توانند در سیاره‌ای شبیه به آنچه در «مسئله سه جسم» نتفلیکس نمایش داده شده، زنده بمانند یا خیر.
راس می‌گوید: من فکر نمی‌کنم که وجود یک محیط پایدار برای شکل‌گیری حیات در چنین شرایطی امکان‌پذیر باشد. این یکی از زمینه‌هایی است که همچنان در دایره تخیل علمی باقی مانده است.