そろそろNetflixで配信されている劉慈欣原作の『三体』全8話を観終わったところでしょう（ここで言う『三体』とは、SFオタクのことです）。このシリーズは科学的な要素が満載で、その多くはかなり過激ですが、量子力学と天体物理学を基盤としています。
このドラマはハードSFと奇想天外なファンタジー要素を融合させ、科学理論を探求し、証明も反証もされていない理論物理学の概念を拡張しています。ケンブリッジ大学物理学准教授のマット・ケンジー氏が、このNetflixシリーズの科学アドバイザーを務めました。ケンジー氏は、木星からの反射信号の計算を改めて確認したい視聴者だけでなく、プロットの背後にある科学的な説明を知らない、あるいは興味がない視聴者にも満足してもらおうと、最大限の努力をしました。
「科学的な検証方法を議論し、不可能に思えることや物理法則では不可能なことを画面に映し出していないかを確認しようとしました」とケンジーはギズモードに語った。「だから、こうしたことの多くについて、どうしてこうなるのか、どうしてああなるのか、自分なりの説明をしようとしたんです。」
三体問題とは何ですか?
この番組の根底にあるアイデアは、物理学における悪名高い問題に基づいています。これは、互いに大きな重力を及ぼし合う3つの天体からなる系が、最終的には崩壊するというものです。惑星科学では、3つの天体の軌道は混沌としており、それらの将来の位置や動きを正確に予測することはほぼ不可能です。
NASAによると、すべての恒星系の約10%は3つの恒星からできていると推定されています。2つの恒星のように、質量が近い2つの天体が互いに周回している場合、共通の重力中心の周りに安定した軌道を形成するため、自転を予測するのは比較的容易です。しかし、そこに3つ目の天体が存在すると、予測が狂ってしまいます。3つの恒星は奇妙な動きを見せ始め、予測不可能な相互作用を始めます。
不運な恒星系に閉じ込められた惑星は、一つの恒星の周りを公転するのではなく、三つの恒星の間の重力場の中をさまよう可能性があり、異なる恒星の間を飛び交う際に極端な状況に陥ることになります。また、近接した連星系とさらに遠く離れた第三の天体からなる三連星系などの場合も、惑星は同様に不安定な状況に直面するでしょう。これらの惑星は、恒星間の距離が絶えず変化するため、それほど混沌とした状況ではないものの、依然として大きな重力に直面する可能性があります。
三重星系はどのように見えるのでしょうか?
このシリーズでは、不運な異星文明が、地球に最も近い恒星系であるアルファ・ケンタウリに似た三連星系内の惑星に居住しています。アルファ・ケンタウリは4.37光年離れた場所にあり、3つの恒星で構成されています。アルファ・ケンタウリAとBは連星系を形成し、約80年の周期で互いに接近して周回しています。この中心となる2つの恒星からかなり離れた場所に位置するプロキシマ・ケンタウリには、ハビタブルゾーン内にある岩石惑星を含む、最大5つの惑星が存在します。「このシリーズでは、生命体がそこで発達したと仮定しており、プロキシマ・ケンタウリを代理として用いています。なぜなら、プロキシマ・ケンタウリは地球からほぼ同じ光年離れているからです」とケンジーは述べています。
2021年、天文学者たちは地球から1800光年離れた三連星系に惑星が存在することを確認しました。この惑星は海王星に似た巨大ガス惑星で、主星の周りを5日ごとに周回します。主星KOI-5Aは近くの恒星KOI-5Bを30年ごとに周回しており、さらに遠い恒星KOI-5Cは400年ごとにこの2つの恒星を周回しています。
2016年、ある研究チームが、安定した三連星系とその中に惑星が存在するという証拠を発表しました。当初惑星と特定されていた天体は、実は高速で移動する背景の恒星であることが判明したため、この論文は最終的に撤回されました。
サンティの惑星は、3つの恒星の間の架空の軌道上で、混沌と安定の時代を繰り返す。異星の世界は、ある恒星の周りを公転している時は安定期にあるが、別の恒星の重力に引き離され、3つの恒星の間の重力場をさまよい始めると混沌の時代に入る。混沌の時代、サンティの惑星の居住環境は耐え難いものとなり、生命が繁栄するには暑すぎたり寒すぎたりする極端な気温に変化する。
サンティ惑星に生命は存在するのでしょうか？
もし人類がそこに居住するなら、ドラマに登場する架空の惑星を席巻する混沌とした時代と安定した時代に適応するのは非常に困難でしょう。地球のような生命体が、一夜にして摂氏200度にも達する気温上昇に耐えられるほどの回復力を持つとは考えにくいでしょう。さらに、全身を「脱水」して縮ませ、惑星の温度が下がると水に飛び込んで「水分補給」して復活するという能力も、極めてあり得ないことです。
「進化論的に言えば、それは進化した種を絶滅させるだけです」とケンジーは言った。「しかし、この番組では、どうやら何らかの形でこれに耐性をつけて進化できた種がいるようです。」
理論上、混沌とした軌道は、複雑な生物の繁栄に適さない大気を作り出すと考えられます。しかし、私たちは地球の視点から他の惑星の生命を見ているため、宇宙の生命体のすべてが炭素を基盤としているわけではないかもしれませんし、あるいは、地球上の生物が私たちの母星とは物理的にも生物学的にも異なる方法で進化してきた可能性もあるでしょう。とはいえ、地球上のクマムシは様々な耐性を進化させており、サンティの住民と同様に、長期間の脱水状態にも耐えることができます。
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科学者たちは概して、他の惑星に生命が存在するためには、その表面に水が必要であるという点で一致しています。惑星に水が存在するためには、主星の周りをハビタブルゾーン（生命が繁栄するのに暑すぎず寒すぎない温度帯）内で周回する必要があります。三連星系では、惑星の存在自体がすでに稀であり、その惑星がハビタブルゾーン内で主星を周回することはさらに困難です。
しかし、このシリーズは細部にこだわっていません。むしろ、三重星系における異星人の文明がどのような姿をしているのかを考える手間を省く巧妙な方法を生み出しています。番組に登場する異星人はVRヘッドセットを通して登場し、ゲーム内では私たち人間と似ていますが、その真の姿は決して明かされません。「惑星をありのままに描写する必要がないため、ある程度の創造的自由が得られます」とケンジーは言います。
ケンジーのような素粒子物理学者にとって、別の惑星に生命が存在すると想像するのは楽しい作業だったが、彼が言うように、本業は辞めない。「他の異星生物がどんな姿をしているのか想像して、あまり心配しすぎないようにしています。でも、きっとそこに存在するはずだ、という事実だけで満足しています」とケンジーは言った。
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