Jag stötte på trekroppsproblemet för första gången för 60 år sedan, i en novell som heter "Placet is a Crazy Place" av den amerikanske science fiction-författaren Frederic Brown.
I Browns berättelse är Placet en planet i en åttasiffra omloppsbana runt två stjärnor, varav den ena består av vanlig materia, den andra av antimateria. Närheten mellan de två stjärnorna gör att tid och rum blir underbart förvrängda så att Placet kan förmörka sig själv. Men, intressant nog, antas omloppsbanan vara stabil och förutsägbar.
Den kinesiske science fiction-författaren Liu Cixins episka trilogi, "Rememberance of Earth's Past", återgår till att föreställa sig vad som kan hända när tre himlakroppar är i omloppsbana runt varandra. Den första delen, "The Three-Body Problem", har anpassats till en serie av Netflix.
Inledningsscenerna av "3 Body Problem", som utspelar sig i Peking i början av kulturrevolutionen, är särskilt kraftfulla. Karaktärerna i serien är felaktiga – forskarna är mycket intelligenta, men deras ambitioner, misslyckanden och rädslor är alltför tydliga.
Handlingen i "3 Body Problem" involverar en utomjordisk ras, känd som Trisolarians, som bor på en planet som kretsar kring ett närliggande stjärnsystem, känt som Alpha Centauri. Den består av tre stjärnor som följer ständigt föränderliga banor, vilket får planeten att gå från bitter kyla till brännande värme på några minuter.
Stjärnornas rörelse är oförutsägbar, så trisolarierna kan inte förutse ankomsten av de så kallade kaotiska epoker som leder till att deras miljö förstörs över hela planeten.
Spännande nog är Alpha Centauri faktiskt ett trippelstjärnsystem, bestående av två stjärnor som kretsar nära varandra under en period av nästan 80 år, och en mycket mer avlägsen tredje stjärna. Detta skiljer sig mycket från systemet som representeras i "3 Body Problem."
Så skulle vi kunna föreställa oss ett system där stjärnorna är så nära varandra i sina banor att deras rörelse blir slumpmässig?
Svaret ligger i hjärtat av teoretisk fysik. Isaac Newton löste tvåkroppsproblemet för jord-månesystemet på 1660-talet, så vi kan förutsäga månens omloppsbana med utomordentlig precision.
Det är lite förvånande att detta fungerar så bra, eftersom vi ignorerar solen som skulle förvandla den till ett trekroppsproblem. Tricket för att hantera detta (ett av många) är att vi kan hitta en lösning som fungerar för jordmånen och sedan lägga till effekten av solen, som visar sig vara liten.
Vi har lärt oss mycket sedan Newton. Det finns ingen generell lösning på trekroppsproblemet:vi kan inte skriva ner en formel för hur tre kroppar kommer att röra sig i allmänhet. Vi har hittat en hel mängd specialfall; till och med åttasiffran för den fiktiva Placet är möjlig.
Dessutom har James Webb-teleskopet på ett genialiskt sätt placerats för att ge en annan lösning på trekroppsproblemet. Den kretsar runt solen, bortom månens bana runt jorden, så den kan skyddas från strålning så mycket som möjligt.
Det är komplicerat men enkelt för en dator att hitta lösningar på trekroppsproblemet. Kosmologer har använt beräkningsanalys för att konstruera allt mer komplexa modeller av hur universum utvecklats från en nästan helt enhetlig början till dess nuvarande stadium. Dessa modeller körs vanligtvis med mer än 10 miljarder kroppar.
Så varför skulle vi vara intresserade av något så vardagligt som tre kroppar? För om vi har ett system med tre objekt, alla massiva och ganska nära, är deras rörelse kaotisk. Det betyder att även om vi kan ta reda på nästan exakt vad som händer med dem under en kort tidsperiod, så blir det oförutsägbart under lång tid. Men observera att jag inte har berättat vad långt och kort betyder i detta sammanhang.
Vi kan få en känsla för detta om vi tittar på vädret, ett annat kaotiskt system, och specifikt orkaner. Vi kan exakt förutsäga var en orkan kommer att landa 12 timmar i förväg – två dagar i förväg kan vi göra en grov förutsägelse, men en vecka i förväg är omöjligt.
När tre kroppar i omloppsbana rör sig, dansar de över himlen på ett utomordentligt komplext sätt. Vi har inget sätt att gissa var var och en av kropparna kan finnas om 1 000 år. De kanske inte ens finns i närheten:det finns exempel där en av stjärnorna i en polyamorös trekant skulle kastas ut totalt och lämna efter sig ett dubbelstjärnigt system.
I "3 Body Problem" är utmaningen att banorna får klimatet att vända med i princip ingen varning. Detta är karakteristiskt för en annan sorts situation, ett så kallat stokastiskt problem.
Ett klassiskt exempel är en berusad som försöker navigera sig fram till dörren, när varje steg följs av ett annat i en slumpmässig riktning. Du kan inte förutse vart nästa steg tar honom, men du kan säga att han så småningom kommer att nå dörren. Det är lite skrämmande att sådana system är i hjärtat av vår civilisation, vilket framgår av börsens svängningar. Men stjärnor – och klimatet de producerar – är inte stokastiska.
Den fiktiva Alpha Centauri som trisolarianerna bebor representerar ett kaotiskt system, exakt förutsägbart på kort sikt men oförutsägbart under tusentals år. Men det skulle vara mycket enklare för dem att förutsäga det än att invadera jorden. Som med mycket science fiction, njut av det för fiktionen och inte vetenskapen.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
