„Das Dreikörperproblem“ in einem Artikel verstehen: Worum geht es? Was sind „schwarze Technologien“?

Die erfolgreiche Fernsehserie „Die drei Sonnen“ hat erneut eine Diskussionswelle über die Science-Fiction-Serie ausgelöst.

Obwohl „Das Drei-Körper-Problem“ eine Science-Fiction-Geschichte ist, beinhaltet sie viele echte wissenschaftliche Erkenntnisse. Wenn Sie diese verstehen, können Sie das Drama und den Anime besser genießen.

Bildquelle: Internet

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Das Dreikörperproblem ist so beliebt

Was steht da?

Die Geschichte des „Drei-Körper-Problems“ geht auf die Kulturrevolution zurück. In dieser besonderen Zeit mussten viele Menschen Not leiden.

Nach vielen tragischen Erlebnissen, darunter der Verfolgung durch ihren Vater und ihren eigenen falschen Anschuldigungen, verlor die junge Astrophysikerin Ye Wenjie den Mut.

Eines Tages entdeckte sie bei der Arbeit ein besonderes Signal, das aus der technologisch fortgeschrittenen „Drei-Körper“-Welt kam.

Ye Wenjie glaubte, dass die menschliche Zivilisation untergegangen sei und von einer fortschrittlicheren Zivilisation gerettet werden müsse, also reagierte sie auf das Signal und gab die Koordinaten der Erde preis.

Nachdem die „Drei-Körper“-Zivilisation von der Existenz der Erde erfahren hatte, war sie entschlossen, der rauen Lebensumgebung zu entfliehen und setzte sich ein Ziel: Sie wollte zur Erde aufbrechen und sie zu ihrer neuen Heimat machen.

Jahrzehnte später kam es weltweit zu einer Reihe von Selbstmorden berühmter Wissenschaftler. Es stellte sich heraus, dass dies alles eine Verschwörung der Drei-Körper-Zivilisation und ihrer Unterstützer war:

Sie versuchen, den Fortschritt der Erdzivilisation zu blockieren, indem sie die Erdwissenschaft stören.

Bildquelle: Screenshot aus der Fernsehserie „Die drei Sonnen“

Um der trisolarischen Zivilisation Widerstand zu leisten, haben die Menschen verschiedene Versuche unternommen: Sie haben die Organisationen auf der Erde zerstört, die die trisolarische Zivilisation unterstützen; Entwicklung interstellarer Raumfahrzeuge; Umsetzung des „Wallfacer“-Plans; Konfrontation mit den Trisolaranern ...

Sowohl die Zivilisation der Erde als auch die der Trisolaraner arbeiten hart ums Überleben, doch am Ende erleiden die Menschen, die Trisolaraner und sogar das gesamte Universum ein unerwartetes Ende.

Viele Leute haben vielleicht nicht das ganze Buch gelesen, deshalb enthält dieser Artikel keine Spoiler. Lassen Sie uns einfach über die wissenschaftlichen Erkenntnisse sprechen, die mit dem „Dreikörperproblem“ verbunden sind.

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Was ist der „Dreikörper“?

Was bedeutet der etwas seltsame Buchtitel „Das Drei-Körper-Problem“? Obwohl es unterschiedliche Meinungen über seine genaue Bedeutung gibt, könnte es mit der Lebensumgebung der Dreikörper-Zivilisation im Roman zusammenhängen.

Die Trisolaran-Galaxie hat tatsächlich drei „Sonnen“. Unter dem Einfluss der Schwerkraft bewegen sie sich weiterhin unregelmäßig, wodurch der Planet Trisolaran entweder extrem kalt oder extrem heiß wird. Es wird auch von der Schwerkraft beeinflusst und hat ihnen großes Leid gebracht.

Warum also führt die Bewegung der drei Sphären zu solch chaotischen Ergebnissen?

Die Technologie der Trisolaraner ist so weit fortgeschritten. Wäre es nicht besser, ihre Bewegungsbahnen und Positionen vorherzusagen und im Voraus Vorbereitungen zu treffen?

Dies bringt uns zu dem berühmten Problem der Astronomie – dem „Dreikörperproblem“.

Es handelt sich um ein mechanisches Modell: Gegeben sind drei Himmelskörper mit beliebiger Masse, Ausgangsposition und Ausgangsgeschwindigkeit. Anschließend werden ihre Bewegungsgesetze unter dem Einfluss der gegenseitigen Schwerkraft untersucht.

Obwohl dies nicht allzu kompliziert klingt, ist es sehr schwierig, die Bewegungsbahnen und Positionen dieser drei Himmelskörper genau zu berechnen.

Sowohl den Trisolaranern als auch den Menschen auf der Erde fiel es schwer, die Funktionsweise der drei „Sonnen“ zu bestimmen, und die Trisolaraner mussten diese raue „Heimat“ verlassen und zur Erde fliehen.

Man kann sagen, dass die Schwierigkeit bei der Lösung des „Dreikörperproblems“ der Ursprung der ganzen Geschichte ist .

Bildquelle: Die Dreikörperanimation

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Kann die „Operation Guzheng“ tatsächlich erfolgreich sein?

In der Geschichte „Das Dreikörperproblem“ platzierten die Menschen, um die Organisationen auf der Erde zu fangen, die die Dreikörperzivilisation unterstützen, einen extrem scharfen, ultrastarken Draht aus Nanomaterial auf dem Kanal, den die Schiffe passieren müssen.

Sie sind wie die „Saiten“ einer Guzheng angeordnet, und wenn Mitglieder der Organisation mit dem Boot vorbeikommen, zerschneiden die „Saiten“ das Boot in Stücke.

Bildquelle: Resident Evil 1

Bei der in den „Strings“ verwendeten Technologie handelt es sich um „Nano Flying Blades“, die aus der Forschung von Wang Miao, einem der Protagonisten des „Drei-Körper-Problems“, stammt und ein Material im Nanomaßstab darstellt.

Nanometer ist eine Maßeinheit für Länge. 1 Nanometer entspricht 10 hoch -9 Metern, was etwa einem 60.000stel des Durchmessers eines Haares entspricht. Nanomaterial ist die Abkürzung für nanoskalige Strukturmaterialien, wobei die Struktureinheitsgröße dieses Materials zwischen 1 Nanometer und 100 Nanometer liegt.

Diese Größenordnung hat die atomare und molekulare Ebene erreicht. Viele Substanzen auf dieser Ebene weisen Eigenschaften auf, die sich stark von denen im makroskopischen Zustand unterscheiden. Dies hängt mit der Anordnungsstruktur der Atome zusammen, aus denen die Substanz besteht.

Im makroskopischen Zustand ist die atomare Anordnung mancher Stoffe sehr unregelmäßig, doch wenn man die Atome im Nanobereich nach bestimmten Regeln sauber anordnet, lassen sich besondere Eigenschaften erzeugen. Wie zum Beispiel erhöhter Magnetismus, stärkere Zähigkeit, bessere elektrische Leitfähigkeit und so weiter.

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Gibt es also in Wirklichkeit Materialien, die den „Nano-Flugblättern“ ähneln?

Dem Setting des Romans entsprechend muss dieses Material mindestens mehrere Eigenschaften erfüllen: extrem feiner Durchmesser, extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit.

Tatsächlich gibt es eine Art Nanomaterial, das alle diese Punkte erfüllt, und das sind Kohlenstoffnanoröhren .

Aufgrund ihrer besonderen Struktur weist sie trotz ihrer geringen Dicke eine extrem hohe Festigkeit und Zähigkeit auf und gilt heute als beliebte „Faser der Zukunft“.

Wenn wir jedoch wirklich Kohlenstoffnanoröhren zum Schneiden von Schiffen verwenden wollen, müssen wir noch viele wissenschaftliche Probleme lösen, und wenn wir eine echte „Nano-Flugklinge“ erhalten wollen, müssen wir weiter forschen.

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Kann die Kommunikationsgeschwindigkeit von „Smart Son“ die Lichtgeschwindigkeit überschreiten?

In „Die drei Sonnen“ gibt es eine ganz besondere „Figur“ – „Sophon“, einen intelligenten Körper, der von den Trisolaranern gesandt wurde. Es kann wissenschaftliche Experimente auf der Erde stören, mysteriöse Phänomene zeigen, die die Wissenschaftler verwirren, und die gesamte menschliche Gesellschaft überwachen.

Das Erstaunlichste ist , dass der „Smart Son“ in Echtzeit mit seinem Mutterplaneten kommunizieren kann, obwohl die Erde und die Trisolaran-Galaxie vier Lichtjahre voneinander entfernt sind. Wie wird das gemacht?

In der Originalarbeit wurde erwähnt, dass dies durch die Ausnutzung der besonderen Eigenschaften von Quanten erreicht wurde, was sich höchstwahrscheinlich auf den **„Quantenverschränkungseffekt“** bezieht.

Quantenverschränkung ist ein spezielles Phänomen im mikroskopischen Maßstab.

Wenn zwei oder eine Gruppe von Teilchen miteinander interagieren, entsteht eine kollektive Eigenschaft, die als Quantenverschränkung bezeichnet wird.

Erstaunlicherweise behalten die verschränkten Teilchen diese Eigenschaft bei, wenn sie getrennt werden, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind.

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Um eine unpassende Analogie zu verwenden: Nehmen wir an, es gibt zwei Teilchen, die sich einmal in einem verschränkten Zustand befanden und dann an die beiden Enden des Universums getrennt wurden. Sie zeigen einen Zustand der Telepathie. Wenn das Teilchen am anderen Ende des Universums beschließt, nach links abzubiegen, wird das Teilchen an diesem Ende des Universums sofort beschließen, nach rechts abzubiegen.

Obwohl das gesamte Universum sie trennte, konnten beide die Gedanken des anderen sofort verstehen, als ob die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen ihnen die Lichtgeschwindigkeit überstiege.

Da die Änderung sofort eintritt, glauben viele Menschen, dass dieser sofortige Effekt genutzt werden könnte, um die Kommunikationstechnologie zu revolutionieren.

Doch in Wirklichkeit erfordert die Informationsübertragung einen Träger, und es gibt keinen Träger, der Informationen zwischen Quantenverschränkungen übertragen kann.

Bisher ist die Quantenverschränkung in der Kommunikationstechnik nicht nutzbar. Die sofortige Kommunikation von „Smart Sons“ ist in der Realität kaum möglich.

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Ist die in diesem Raumschiff verwendete Technologie bereits verfügbar?

In „Die drei Sonnen“ gibt es eine sehr beliebte Figur: den Space-Force-Kommandeur Zhang Beihai.

Angesichts der Bedrohung durch die Trisolaraner ist er der Ansicht, dass ein „flüssigkeitsloses Raumschiff“ entwickelt werden sollte, um Menschen die Flucht ins All zu ermöglichen.

Eine der Kerntechnologien dieses Raumfahrzeugs ist die kontrollierte Kernfusionstechnologie.

Kernfusion ist eine Kernreaktion. Damit ist der Vorgang gemeint, bei dem sich unter bestimmten Bedingungen die Kerne zweier Atome mit geringer Masse anziehen, miteinander kollidieren und sich zusammenballen, um neue Kerne mit größerer Masse zu erzeugen. Dabei werden enorme Energiemengen freigesetzt.

So basiert etwa die uns bereits bekannte Wasserstoffbombe auf dem Prinzip der Kernfusion.

3D-Rendering eines Kernfusionsreaktors. Copyright Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

Die Technologie des Raumschiffs, von dem Zhang Beihai geträumt hat, ist fortschrittlicher. Es handelt sich um eine Art kontrollierte Kernfusion. Wie der Name schon sagt, können Menschen unter bestimmten Bedingungen die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Kernfusion kontrollieren, sodass ihre Energie voll genutzt werden kann.

Die kontrollierte Kernfusion bietet enorme Vorteile und gilt seit jeher als wichtige Technologie zur Lösung der Energiekrise. Ihre Erforschung gestaltet sich jedoch sehr schwierig und die Fortschritte sind langsam.

Dennoch hat unser Land auf diesem Gebiet gewisse Erfolge erzielt. Ende letzten Jahres überschritt der Plasmastrom von Chinas Gerät der neuen Generation „Künstlicher Sonne“ (HL-2M) 1 Million Ampere (1 Megaampere) und stellte damit einen neuen Rekord für den Betrieb von Chinas kontrollierter experimenteller Kernfusionsanlage auf .

Auch wenn die Technologie der kontrollierten Kernfusion noch immer ein Traum ist, ist sie doch nicht mehr so ​​weit entfernt.

Vielleicht werden wir noch zu unseren Lebzeiten Raumschiffe sehen, die diese Technologie nutzen und es den Menschen ermöglichen, zu den Sternen zu reisen.

Zusätzlich zu den oben genannten Wissenspunkten beinhaltet das Dreikörperproblem auch eine Menge wissenschaftliches und sogar soziologisches Wissen:

Wie zum Beispiel der „Wassertropfen“, bei dem Materialien mit starker Wechselwirkung verwendet werden ;

Der **„Gedankenstempel“**** aus der Gehirnforschung kann sich auf die „Dunkler Wald“-Theorie** des soziologischen Meisterwerks „Leviathan“ usw. beziehen.

Manche dieser Inhalte sind falsch, andere wiederum sehr clever.

Selbst wenn Sie diese nicht verstehen, wird Sie das nicht davon abhalten, „Das Dreikörperproblem“ zu lesen. Das Wissen, über das die Menschheit derzeit verfügt, ist begrenzt, doch die menschliche Vorstellungskraft ist grenzenlos. Das ist vielleicht der größte Reiz der Science-Fiction: Sie kann uns in nur einem Augenblick an einen Ort bringen, an dem noch nie ein Mensch zuvor gewesen ist.

Quellen:

[1]https://scienceexchange.caltech.edu/topics/quantum-science-explained/entanglement

[2]https://www.nanowerk.com/nanotechnology/introduction/introduction_to_nanotechnology_22.php

[3]http://www.news.cn/tech/2022-10/21/c_1129074076.htm

[4]https://www.sciencealert.com/what-is-nuclear-fusion

Autor: Wang Jiangshan, PhD in Wissenschafts- und Technikgeschichte

Gutachter: Wang Yangzong, Professor der Fakultät für Geisteswissenschaften, Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

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