三体问题是一个物理学难题，自艾萨克·牛顿时代以来一直困扰着科学家们。但到底是什么，为什么这么难解决，同名科幻系列真的有可能吗？

火箭发射。我们最近的恒星邻居。一部Netflix电视剧。所有这些都有一个共同点：都必须解决“三体问题”。但这个棘手的物理难题究竟是什么呢？

三体问题描述了一个包含三个相互施加引力的物体的系统。虽然这听起来很简单，但这是一个众所周知的棘手问题，也是“牛顿的第一个真正担忧”，佐治亚州瓦尔多斯塔州立大学的行星动力学家比利·夸尔斯表示。

在一个只有两个物体的系统中，比如行星和恒星，计算它们如何相互运动是相当简单的：大多数时候，这两个物体会围绕它们的质心大致绕一个圆圈运行，每次它们都会回到它们开始的地方。但再加上第三个天体，比如另一颗恒星，事情就复杂多了。第三个天体吸引了两个相互绕转的天体，把它们拉出了可预测的轨道。

这三个物体的运动取决于它们的起始状态 —— 它们的位置、速度和质量。即使这些变量中有一个改变了，最终的运动也可能完全不同。

“我认为这就像你在山脊上行走，”弗吉尼亚理工大学的应用数学家谢恩·罗斯解释道：“只要有一点零钱，你就可以向左或向右倾斜。这是两个非常接近的初始位置，它们可能导致非常不同的状态。”

罗斯说，在物体的运动上没有足够的约束来用方程解决三体问题。

但是，已经找到了一些解决三体问题的方法。例如，如果初始条件合适，三个质量相等的物体可以以8字形模式相互追逐。然而，当涉及到太空中的真实系统时，这种整洁的解决方案是例外。

某些条件可以使三体问题更容易解析。想想《星球大战》中卢克·天行者虚构的家乡塔图因 —— 一颗围绕两个太阳运行的行星。那两颗恒星和这颗行星构成了一个三体系统。但如果这颗行星离我们足够远，并同时围绕两颗恒星运行，那么这个问题就有可能得到简化。

“在塔图因的情况下，只要你离中央双星足够远，那么你就会认为这个物体只是一颗非常胖的恒星，”夸尔斯说。行星不会对恒星施加太大的力，因为它的质量要小得多，所以这个系统变得类似于更容易解决的两体问题。夸尔斯指出，到目前为止，科学家们已经发现了十多颗类似塔图因的系外行星。

但通常情况下，这三个天体的轨道从来没有真正稳定下来，三体问题就这样被“解决”了。夸尔斯说，引力可能会导致三个天体中的两个碰撞，或者它们可能会将其中一个天体永远甩出系统 —— 这可能是不围绕任何恒星运行的“流浪行星”的来源。事实上，三体混沌在太空中可能是如此普遍，以至于科学家估计流浪行星的数量可能是我们银河系恒星数量的20倍。

当其他方法都失败时，科学家们可以用计算机来近似一个单独的三体系统中物体的运动。这使得预测发射到地球轨道上的火箭的运动，或者预测多恒星系统中行星的命运成为可能。

有了这么多的骚动，你可能会想，在《三体》中出现的行星上，是否有东西能存活下来。剧透一下，这颗行星被困在半人马座阿尔法星系（Alpha Centauri system）中围绕三颗恒星运行的混乱轨道上，半人马座阿尔法星系是我们太阳系最近的邻居。

“我不认为在那种情况下，那是生命进化的稳定环境，”罗斯说。这是这部剧在科幻领域的一个方面。

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