삼체인들이 태양의 주기를 예측하지 못하는 진짜 이유! '삼체문제'

류츠신 작가의 명작 S 소설 3체가 넷플릭스 드라마로 만들어졌습니다 체에서는 삼채 문제라는게 작품에서 정말 중요한 설정으로 다뤄지고 있는데요이 3체 문제에 대해서 자세히 알아보죠 지구에서 약 4광년 떨어진 알파 센터 우리에 가상 행성 트리올라 이스가 있습니다 이곳에는 체인이라는 지성을 가진 외계인들이 살고 있죠 그런데 체인들 행성 트리라 이스에 정말 큰 문제가 있어요 이곳의 태양은 지구처럼 한 개가 아니라 세 개라는 거죠 먼저 태양계를 보죠 태양은 태양계 전체 질량의 약 99.7% 차지하고 있기 때문에 태양 행성들은 아주 일정한 주기로 태양을 공전해 또 지구의 자전과 공전도 아주 일정해서 지구의 날씨 계절의 변화 하루 24시간 1년 365일 등등 주기를 예측하는 것도 어렵지 않아요 반면에 체인들의 행성은 태양이 세 개나 되어 여기다가 삼체 행성까지네 개의 천체 그래서이네 개의 천체는 서로의 중력의 영향을 주고 받기 때문에 궤도에 측기 정말 어려워요 이것은 체인들의 행성의 날씨 변동을 들쭉날쭉하게 만들고 하루와 1년 등등의 주기를 전혀 예측할 수 없게 만들어요 언제는 돌이 얼어서 가루가 될 정도로 더럽게 춥고 또 언제는 갑자기 행성 전체가 불타버릴 정도로 뜨거워지 또 언제는 세계의 태양이 트리라 이스 방향으로 일렬로 정렬되서 중력이 너무나도 강해져서 행성의 모든 물질들이 우주로 날아가 버려요 게다가이 모든 것들은 예측할 수도 없죠 이런 환경 때문에 체인들은 아주 독특하게 진화했어요 아주 춥거나 너무 뜨거운 날씨 같이 생명이 살기 어려운 세기가 오면 모든 체인들은 멸망을 피하기 위해서 자신들의 몸을 바짝 말려서 가족처럼 돌돌 말아버린 다음에 안전한 벙커에 보관해 두죠 그러다가 생명체가 살기에 좋은 날씨 한세기가 오면 둘둘 말아서 가죽 두루마리처럼 변해버린 신체를 다시 물속에 넣어서이 신체가 물을 흡수하고 다시 깨어나면 생을 다시 이어나가게 되죠 이렇게 체인들은 난세이 오면 건조됐다 한세기가 오면 다시 활동하는 거예요 그러나 살기 좋은 한세기가 얼마나 지속될지 전혀 알 수가 없어요 언제 또 갑자기 세기가 올지 모르는 거죠 만약에 인들이 세기를 전혀 예측하지 못한다면 이들 삼채 문명은 갑작스럽게 변해버린 날씨 때문에 모두 멸망하고 말 거예요 그래서 체인들 평생의 꿈은 바로 세계 태양의 움직임을 예측하고 자신들의 행성의 날씨를 예측하는 거예요 그래야만 이들은 갑작스러운 멸망을 피하고 정확한 시간에 탈수 있다가 또 정확한 시간에 입수할 수 있으니깐요 체인들은 이런 극악의 행성 환경 때문에 문명의 발전이 정말 더딘 모습이에요 문명이 조금 발전 좀 하나 싶으면 급작스러운 난세이 와서 모조리 멸망해 버리죠 그러다가 정말 살기 좋은 날씨가 지속되는 한세기가 오면 그때 체인들의 문명과 기술은 급격하게 발전합니다 체인들은 이렇게 수천 번의 탄생과 멸망을 반복 또 수천 번의 발전을 거듭하면서 겨우겨우 고도화된 문명으로 거듭나 최근에 체인들은 통신이 가능하고 성관 여행이 가능하며 수학과 천문학 양자 학지 통달한 초고도 문명이 됐어요 그러나 지금의 3채 문명 역시도 현재 이어지고 있는 한세기가 얼마나 더 오래 갈지 알 수가 없습니다 세계 태양이 언제 어떻게 움직일지는 체인들은 여전히 예측할 수 없기 때문이죠 그래서 언제 항기가 끝나고 갑자기 난 세기가 시작될지 모르는 거예요 그러던 어느 날 체인들은 외계에서 온 한 통신 신호를 받아요 이 신호는 바로 지구에서 온 것 지구인들은 자신들의 정보를 담은 메시지와 함께 지구의 위치 정보를 담아서 외계로 보냈습니다이 신호를 체인들이 받은 거죠 체인들은 자신들의 문명과 종의 보존을 위해 함선을 건조 지구로 향합니다 이들의 목표는 처음엔 지구인들과 공존이 어느 순간 체인들은 마음을 바꾸고 지구인들을 모두 멸망시키고 지구를 차지하려고 하죠 이들은 사 년 떨어진 곳에서 출발해서 지구 시간으로 대략 400년 후에 지구에 도착할 예정입니다 인류는 남은 400년 동안 체인들의 전쟁을 준비해야 되죠 그런데 소설과 드라마의 제목 삼채는 대체 무슨 뜻일까이 체라는 건 3체 문제에서 나온 제목이에요 두 개의 물체가 중력으로 묶여서 서로의 궤도를 간섭하는 문제는 2체 문제 세계 물체가 중력으로 묶여서 서로의 궤도를 간섭하는 문제는 3체 문제 네개의 물체는 4체 문제라고 하죠 자 그래서 만약에 양하고 지구의 관계만 다룬다면 2체 문제가 되겠죠 스타워즈의 타투인 행성 같은 경우에는 두 개의 태양이 있으니까 타투인 행성까지 합쳐서 3체 문제가 되겠죠 체인들의 고향은 알파 센타우리 a 알파센타우리 b 프록시마 센타 오리까지 합쳐서네 개의 천체가 존재하니까 사체 문제가 되겠고요 그런데 어째서인지 소설 제목은 4체가 아니라 3채로 정해졌어요 자 어쨌든이 체 문제는 아이작 뉴턴의 프린키피아 통해서 처음 등장했습니다 프린키피아 세계 물체 태양 지구 달 이렇게 세계 전체 상호작용에 대한 이야기와 함께 3체 문제를 제시했습니다 과거에 뉴턴은 마유 인력으로 묶여 있는 두 개의 물체가 타원 궤도를 따라서 서로를 돌 수 있다고 예측했습니다 그리고 뉴턴의 예측은 이론 상으로도 관측으로 완벽하게 증명된 상태였죠 우주의 물체가 두 개라면 서로간의 중력이 어떻게 작용하는지 두 천체가 어떤 궤도를 그릴지 예측한다는 건 상대적으로 쉬운 일이에요 고전 역학에 따라서 물체는 정해진 운동 법칙에 따라서 움직이기 때문에 두 천체 질량을 파악하고 어떤 위치에서 어떤 속도로 움직이는지 알고 있다면 두 천체의 궤도 운동을 파악하는 건 어렵지 않거든요 그런데 만약에 천체가 세 개가 돼서 계산해야 될 변수가 하나 더 늘어난다면 세계 전체가 서로 간섭하는 중력 위치와 속도 그에 따른 궤도의 움직임까지 예측하는 건 엄청나게 어려워져요 겨우 변수가 하나 더 늘어났을 뿐인데도 천체 세계의 궤도를 예측하는 문제의 난이도는 상당히 올라가죠 그래서 삼체 문제는 지금도 수학과 물리학을 통틀어서 가장 어려운 문제 중 하나로 알려져 있어요 과거에이 3체 문제를 풀어보겠다고 여러 과학자와 수학자들이 달려 들었는데요 달랑베르 알렉시스 클레로 피에르시몽 라플라스 조제프 루이 라그랑주 등등 당대 노라는 똑똑한 수학자들이 다들 달려들었는데 그 누구도 명확한 답을 내놓지 못했습니다 1887년 스웨덴의 국왕 오스카 이스는 자신의 60번째 생일을 기념해서 한 문제를 내면서 거액의 상금까지 걸었습니다 여러 입자들이 서로 충돌하지 않으면서 뉴턴 법칙을 따라 움직일 때 각 입자의 궤도를 시간의 함수로 나타내시오 이게 대체 뭔 소린지 한국말로 알아듣게 설명하자면 태양 지구 달 이렇게 세계 체가 있잖아요이 세개 물체가 서로 충돌하지 않고 움직인다면 각 천체들은 우주 공간에서 시간의 흐름에 따라 어떻게 움직이게 될까 이걸 수식으로 표현해 봐라 하는 거랑 같은 거예요 결국 오스카 이세는 3체 문제를 내신 거죠이 공개 퀴즈에는 프랑스의 물리학자이자 수학자 앙리 푸앵카레 역시 참여하는데요 푸앵카레 하면 뭐 앞서 이름이 거론됐던 수학자들 럼 아주 유명한 수학자 그런데이 푸 칼에 마저도 3체 문제의 완전한 해를 구하지는 못했어요 하지만 특수에 구했죠 먼저 푸크 카레는 두 개의 물체를 하나로 묶었어요 이렇게 하면 두 개 천체가 한묶음 그리고 나머지 하나의 천체가 남겠죠 그다음에이 한묶음 아고 다른 하나의 천체 두고 이체 문제로 만들었어요 이렇게 3체 문제를 2체 문제로 단순화시키는 방법을 사용해서 특수를 구해서 논문을 제출한 거예요 당시 푸카 논문을 심사했던 칼 바이에르 스트라스 이렇게 평가했어요 문제에 대한 완전한 해는 구하지 못했지만 전체 역학 역 사이에 새로운 시대를 연 아주 중요한 결과를 담고 있습니다 그 결과 1889년 1월 21일 앙리 푸앵카레 men 오스카상의 수상자로 결정됐고 자 그렇다면 푸앵카레 이후에 일반 해는 나왔을까요 정말 안타깝지만 지금까지도 푸앵카레의 특수해 말고는 더 발전된게 없어요 그래서 현재까지는 3체 문제에 대해서 보편적으로 적용할 수 있는 일반에는 구할수 수 없는 것으로 여겨지고 있어요 그렇다면 사체 문제는 어떨까요 사체 문제는 지금도 특수를 얻기 위한 연구가 계속해서 이루어지고 있어요 그런데 사체 문제의 특수의 역시도 과학자와 수학자들에게 난재 중에 난재 당연히 사체 문제 일반에는 접근조차 어렵겠죠 자 그래서 결론적으로 현재 3체 문제는 절대 풀 수 없는 문제로 여겨지고 있어요 따라서 우리가 천체들의 움직임을 완벽하게 예측한다는 것은 근본적으로 불가능하다고 밝혀졌어요 자 그래서 류신 작가의 SF 소설 3체 속에서 체인들이 사는 행성은 태양이 세계라고 했어요 그래서 체인들의 사는 행성은 날씨의 측도 태양의 움직임도 예측하는게 정말 어려운데 이게 바로 체인들이 사는 행성은 사체 문제를 갖고 있기 때문이에요 아무리 체인들의 문명과 과학 기술 수학과 천문학이 발전했다 들 3체 문제도 어려운데 4채 문제다 이거를 제대로 풀었을 가능성은 거의 없을 거 그래를 보시면 이런 장면이죠 다가 카레가 제시했던 문제 특수에도 약간의 문제가 있어요 식 자체가 수다 보니까 너무 불안정해서 아주 작은 변수에도 궤도의 안정성이 쉽게 깨졌다는 거예요 마치 비과 카스 이론처럼 말이요 처음 던 를 조금만 변화시켜도 세 번째 물체 운동은 완전히 달라졌거든요 그래서이 물체 초기 조건에 극히 민감하게 물체 운동이 달라졌기 때문에이 세계 천체의 궤도를 예측한다는 거는 너무 어렵다고 해요 3체 문제 특에는 아주 작은 변수에도 큰 변화를 가져온다 3체 문제 일반에는 구할 수 없다 4체 문제는 특수에조차 구할 수 없으며 일반에는 꿈도 못 꾼다 자 이게 지금 현재 상황이에요 그런데 역학에 따르면 초기 물체의 위치 속도를 알고 있다면 해당 물체가 10년 후에 어디에 있을지 정확하게 알 수 있다고 했었죠 우주는 어느 정도 결정론적이고 그런데 과학자들이 3체 문제 또 4채 문제를 접해 보니까 아주 작은 변화에도 결과가 크게 달라지거나 아예 예측조차 못하는 상황이 오잖아요 그래서 이런 학자들도 생겨났어요 애초부터 우주와 만물에 대한 법칙을 찾는다는 건 불가능에 가깝습니다 렇게 카오스 이론이 발전하죠이 카오스 이론에 대해서는 제가 나중에 시간이 된다면 다루도록 하겠습니다 자 이렇게 류 추신 작가의 명작 SF 소설 3채와 함께 3채 문제까지 알아봤습니다 체는 SF 기의 노벨상이라고 불리는 휴고 상을 아시아 최초로 수상할만큼 전 세계적으로 엄청나게 유명한 SF 소설이에요 이번에는 넷플릭스 드라마로도 제작돼서 큰 화재를 모으고 있죠 저는 실제로이 책을 다 읽어봤는데요 정말 3체 문제처럼 아주 작은 변수들이 이어져서 시간이 갈수록 크게 달라지는 이야기 전개가 아주 흥미로웠어요 이야기 스케일을 보면 처음에는 중국에서 시작해서 지구 문명 전체로 그다음에 은하 전체까지 스케일이 가면갈수록 커지거든요 그래서 오바마 전미 대통령은 3체를 읽고 나서 작품의 스케일이 워낙 크니까 백악관의 일상사가 사소하게 느껴졌다라고 말하기까지 했다고 해요 또 3체 문명과 처음으로 좋아하게 된 인류의 모습 아무게 수과 같은 우주 에서 살아남기 위한 생존 경쟁까지이 3체 이야기는 좀처럼 예상하기 어려운 방식으로 진행돼요 그런 면에서이 책 제목 진짜 잘 지었다 하는 생각도 들더라고요이 3층은 세권으로 나눠져 있고 페이지도 상당히 길어요 그래서 끝까지 읽는 데는 아마 시간이 좀 걸릴 수도 있어요 그런데 상체는 꼭 한번 읽어 볼 만한 가치가 있는 책이니까 여러분들도이 기회에 꼭 한번 읽어 보시길 추천드립니다 아 그리고 이번에 잠과 몸 출판사에서 우리 부엉이들 를 위해서 류츠신 작가의 SF 소설 3채 1 23권 세트를 총 다섯 분께 드리는 특별 이벤트를 준비했습니다 설명 란과 댓글에 있는 링크를 누르시고 설문 조사 참여하신 다음에 도서 3채 읽어 볼 수 있는 아주 좋은 기회 꼭 잡기 바라겠습니다 아 그리고 이번에 이벤트 당첨이 안 되더라도 여러분들도 꼭 3채 구입해서 읽어 보시길 바라겠고요 참고로 넷플릭스에서 드라마로 3채 만나 볼 수 있으니깐요 시간 되시는 분들은 넷플릭스로 감상하는 것도 괜찮겠습니다 아 근데 저는 개인적으로 소설판이 훨씬 더 재밌었어요 훨씬 더 디테일 하거든요 자 그럼 지금까지 넷플릭스 드라마 3체 리뷰였는데 리뷰 [음악] 형이었습니다