En 2006, el ingeniero y escritor chino Liu Cixin publicó una novela que pronto se convirtió en un bestseller: El problema de los tres cuerpos (The 3 Body Problem, en inglés). Esta relata la historia de un grupo de científicos que interactúa con una civilización distante.

Además del drama humano que contiene la historia, Liu basó su relato en un conocido problema de la mecánica orbital, el de los tres cuerpos. Este problema, planteado desde que el ser humano comenzó a comprender el concepto de la gravedad, cuestiona lo difícil que es predecir el movimiento de tres cuerpos que pertenecen a un mismo sistema orbital.

Ahora, el problema de los 3 cuerpos vuele a estar de moda, con el estreno en Netflix de una serie con el mismo título, basada en el libro de Liu.

Gravedad

“Isaac Newton sabía que si tenés un sistema que involucra dos objetos (un solo planeta orbitando una estrella, por ejemplo), entonces, con un poco de comprensión de cómo funciona la gravedad, podés calcular cómo se moverán ambos”, le explicó a la BBC el astrofísico y profesor de la universidad de Oxford Chris Lintott.

Pero si a ese sistema se le agrega un tercer objeto, como una luna, por ejemplo, el sistema se vuelve impredecible, explicó Lintott.

¿Y por qué es importante? Una vez Isaac Newton dio a conocer leyes de la gravitación universal en 1687, lo que siguió fue una exploración sobre cómo esas revolucionarias ideas se aplicaban en todos los campos de la física, incluida la astronomía.

De acuerdo con Lintott, las leyes de Newton lograron predecir con exactitud, por ejemplo, el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Lo mismo ocurre con el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra.

Pero en otras partes del universo, hay sistemas orbitales conformados por más de dos cuerpos. Y es aquí cuando comienza el problema. “Al incluir un tercer objeto, lo que se genera es caos”, señaló Lintott, ya que se vuelve “imposible predecir cuál será el movimiento orbital de estos tres cuerpos celestes”. Este problema se debe a la ley de conservación de energía del universo, que señala que la energía no se crea ni se destruye, explicó el astrofísico Charles Horowitz en el portal Vox.

Horowitz anotó que, debido a este principio, una vez que un planeta entra en el sistema gravitacional de una estrella, no puede “crear” energía extra para escapar de su campo gravitacional. Y permanece allí de forma estable hasta el infinito.

“Pero qué pasa si a este sistema llega otra estrella: pues ambas estrellas pueden generar suficiente energía para expulsar al planeta o al cuerpo celeste que está orbitando”, explicó Horowitz. “Con estos ingredientes, ¿cómo estabilizamos tres objetos gravitacionales o predecimos cuáles podrían ser sus órbitas?”, se preguntó.

Entre la estabilidad y el caos

En la serie de Netflix, como en el libro de Liu, los personajes interactúan con un planeta (San-Ti) que tiene un sistema solar de tres soles que fluctúa entre eras estables y caóticas. Cuando San-Ti gira alrededor de un sol, es una era estable. Pero cuando otro de los soles arrebata al planeta, este deambula en un campo gravitacional en el que intervienen las tres estrellas, lo que provoca el caos.

En la infinidad del universo hay muchas regiones -especialmente aquellas donde se están formando estrellas- donde se hallan sistemas de tres cuerpos. Y debido a esta complejidad, se hacen difíciles de estudiar. “En este tipo de zonas, donde también hay muchas galaxias, hay más sistemas de tres cuerpos que los que no, por lo que se hace difícil su análisis predictivo”, señaló Horowitz.

¿Existe una solución?

El Sol, la Tierra y la Luna conforman un sistema de tres cuerpos. “Pero como el Sol ejerce una mayor fuerza gravitacional sobre la Tierra, y la Tierra hace lo mismo sobre la Luna, se crea un par de sistemas de dos cuerpos, con órbitas estables y predecibles”, explicó el profesor de física Jonathan Blazek, en un artículo de Northeastern University.

Eso “por ahora”, añadió Blazek. El profesor se refiere a que aunque nuestro sistema solar parezca estable, “nada garantiza que seguirá así en el futuro lejano, porque en el fondo es un sistema multicuerpos”.

La serie, en la que la mayoría de los personajes son científicos (incluida la actriz mexicana Eiza González, quien interpreta el papel de la experta en nanotecnología Augustina “Auggie” Salazar) plantea cómo lidiar desde el punto de vista práctico con la incógnita de los tres cuerpos.

En la vida real, el problema aún no tiene respuesta. Los científicos han obtenido predicciones estadísticas basadas en simulaciones de computadora. Pero, son solo eso: posibles escenarios de lo que una computadora cree que pasará bajo determinadas circunstancias.

Resolver el problema de los tres cuerpos podrían ayudar a entender, por ejemplo, de qué manera influye la presencia de un tercer objeto en la formación y fusión de los agujeros negros, explicó Linttot.

Blazek, por su parte, anotó que resolver este problema puede ser clave para comprender mejor la evolución del universo. “No sabemos si en unos miles de millones de años las órbitas permanecerán como están hoy”, dijo el profesor y añadió: “Es muy probable que haya cierta inestabilidad que cambie el aspecto de las cosas en el sistema solar”.