现实中的三体世界在哪儿？

　　艺术家笔下的三体星半人马座恒星系中的比邻星b图片来源：图虫创意
　　人类飞向宇宙，居住在另一颗星球上还有什么事情，能够比这更浪漫吗？
　　最近由《三体》小说改编的电视剧受到大量的追捧，就因为它的许多内容都来自于现实世界，比如三体星系，就是有原型的。
　　三体人的家，原来离我们如此之近
　　《三体》的书名来源于一个由三颗恒星组成的系统半人马座，又名南门二。名字中的，代表这颗星是半人马星座里最亮的一颗星因为在地球上，人眼根本无法分辨出夜空中的这颗亮点是一个三星系统。
　　半人马座，其中左下角最大的一颗星是半人马座图片来源：视觉中国
　　半人马座是距离太阳最近的一个恒星系统，这位邻居离我们只有4。3光年远。这个距离有多近呢？太阳系的边缘奥尔特云，也就是许多彗星的家园，距离太阳本体的距离约为2光年，这已经是太阳到半人马座距离的一半了。
　　半人马座（南门二）与太阳的距离示意。图片来源：Wikipedia
　　因为离得近，半人马座在夜空中就显得很亮，它的亮度在恒星中仅次于天狼星和老人星，排名第三。不过，它在天空中的位置太靠下了，在我国，只有南方几个省份的人能够看到它。半人马座一直是科幻作品中的座上宾，除了《三体》之外，《流浪地球》中的地球的目的地，是它，《阿凡达》中的潘多拉星球，也在这里，甚至连《银河系漫游指南》中的外星人都对地球人说：你们连半人马座都没有去过？这也太差劲了！
　　真实星空中的半人马座（照片右下角的亮星），天线上方的为图片来源：Wikipedia
　　在《三体》小说中，三体人把行星受到三颗恒星共同作用的时期，称为乱纪元。处于乱纪元的三体星，季节、昼夜都处于无法预测的混沌状态，有一次三颗恒星直接连成了一条线，巨大的引力把三体人直接吸上了天空。与乱纪元相对的，是恒纪元，恒纪元出现的标志是两颗飞星（天空中的两个亮点），这意味着有两个恒星飞远了，三体行星暂时只会受到一颗恒星的影响，就像现在的地球一样。
　　两颗飞星，大概就是这样的效果图片来源：图虫创意
　　但是，如果三体人真的生活在半人马座系统中，他们其实根本无需担忧乱纪元的发生。在三颗恒星中，半人马座A、半人马座B和我们的太阳差不多大，它们自己组成了一个双星系统，相互旋绕，最远的距离也只有三十多个天文单位（AU），差不多是太阳到冥王星的距离。
　　半人马座A和B两颗恒星组成的双星系统及绕着它们旋转的行星假想图，右上角是太阳图片来源：NASA
　　第三颗星半人马座C，是一颗比太阳小、暗的红矮星，它远远地围绕着这个二星系统运行。这个远远地是非常的远，大约有15000个天文单位，这个距离是一个什么概念？现在飞离太阳系最远的人类探测器旅行者1号，用了41年也才飞出去不到150个天文单位，如果你在半人马座C上看另外两个恒星，那就是璀璨星空中两个普通的小亮点。
　　太阳、半人马座A、B和红矮星半人马座C（Proxima）大小的对比图片来源：Wikipedia
　　两个恒星的系统，可以稳定运行，它们会绕着共同的质心旋转，跟着它们，三体人可以过得很好，如果跟着远处的恒星C，那基本上用不着担心远处两颗恒星的影响，生活也一样滋润。
　　流浪，到三体星去。。。么？
　　看，孩子们，那就是半人马座，那就是比邻星，那就是我们的新家！《流浪地球》在小说《流浪地球》里，因为太阳要发生氦闪，人类不得不举球迁移。人类最终的目的地，叫比邻星，它就是半人马座C，那颗远远绕着两个兄弟运行的红矮星。
　　从太阳系到半人马星系的路程图片来源：《流浪地球》
　　人类选择这颗星，不仅是因为近，还因为它的寿命要比太阳长得多。比邻星无论从质量、体积和温度上来说，都比太阳弱小得多，因此它的核聚变非常缓慢，寿命甚至可达千亿、甚至万亿年，要知道，宇宙现在的寿命才138亿岁，所以红矮星可谓是寿与天齐了。另外，红矮星即使到了暮年，也不会像太阳那样变为一颗巨大的红巨星，所以地球待在它旁边绝对安全。
　　艺术家笔下的红矮星图片来源：Wikipedia
　　如此看来，刘慈欣是为人类找了一个好的归宿么？事实其实并非如此。因为红矮星的聚变反应很弱，所以它向外辐射出的能量很少，宜居带（能让水保持液体状态的区域）也就离恒星非常近。比邻星b是人类发现的一颗处于比邻星宜居带内的星球，它几乎是贴着比邻星飞行，两者之间的距离只有水星距离太阳距离的八分之一。
　　比邻星和在它宜居带里的行星：比邻星b（右侧的行星）图片来源：NASA
　　在如此近的轨道上运行，会出现两个可怕的结果。一是比邻星b就像水星一样被恒星的潮汐锁定了它的一面永远朝向恒星，一面却永无天日；二是比邻星的脾气非常大，2017年时，人们曾观测到比邻星爆发了强烈耀斑：它的亮度在10秒内增大了1000倍，比邻星b因此受到的辐射，要比平时地球受到太阳耀斑辐射强度高出4000倍，如此强大的破坏，估计就连三体文明也会被直接摧毁。
　　比邻星爆发耀斑效果图图片来源：NASA
　　如此看来，我们还是再走一段时间，去半人马座的那个双星系统里定居吧。
　　繁星是无法超越的
　　在《三体》小说中，三体人之所以要来占领地球，核心原因是他们无法解决三体问题。所谓三体问题，就是三颗恒星在一起的运动规律，三体人需要用这个规律预测未来，为恶劣的天气做准备。三颗恒星加上三体的行星，其实是四体问题，但行星相对恒星来说质量很小，在模型里就被简化掉了。
　　人类在检测三体舰队的先头部队飞行器水滴图片来源：《我的三体：章北海传》
　　看似简单的三个物体的运动系统，实则异常复杂，它们在运动的过程中无时无刻不在相互影响，轨迹变化毫无规律。自从牛顿力学体系创立以来，三体问题一直困扰着各位大牛，直到1899年，被誉为最后一位物理学和数学通才的庞家莱用一篇论文为给三体问题定了性：这个问题，无解！
　　法国数学家庞家莱图片来源：Wikipedia
　　庞家莱所说的无解，并不是没有解，因为三颗恒星在任意时间肯定会对应一个位置和一个动量，这都是数值解，人们只不过无法用一个公式把这些解表达出来，但还是可以根据初始的条件，算出某一时间的数学解。如果这么看，三体人完全可以用计算机，算出接下来几万年内三颗恒星的位置，不就可以了么？但情况远非如此简单。
　　艺术家笔下的半人马座三体星系图片来源：图虫创意
　　我们都听说过蝴蝶效应这一说法，美国的一只蝴蝶扇动翅膀，就会引起东南亚的一场风暴，这是因为天气是一个混沌系统。在混沌系统中，一个微小改变的影响，会成倍成倍的增加，短时间内这个倍数就会达到一个天文数字，无论是人，还是计算机，都无法计算这些影响，这就是为什么预报下周下雨，实际却晴空万里的原因，差之毫厘，去之千里。
　　飞机搅动出来的气流，就是一个混沌模型图片来源：Wikipedia
　　三体问题就是这样一个混沌系统，宇宙中的每颗星球、甚至是每粒尘埃的扰动，乃至三体行人的一下呼吸、一个动作，从长远看都会对三颗恒星的运动产生风暴般、决定性的影响，让预测失去意义。
　　我们的目标，是星辰大海。图片来源：《我的三体：章北海传》
　　三体问题已经如此复杂，我们的地球在太阳系这一九颗星球组成的系统里，却能稳定的运行，不得不说是一个奇迹！正如庞家莱在他关于三体问题的论文开头写到繁星是无法超越的！
　　翻阅2022