Ми продовжуємо розбиратися в науковій складовій світу «Гри Престолів». Ми вже розглянули фізику польоту драконів і встановили, що, ймовірно, повітря у Вестеросі щільніше, ніж на нашій планеті. Але як пояснити дивні зими цього світу? У цьому нам допоможе астрофізика.
Найбільший інтерес, звичайно ж, викликає непередбачувана зміна часів року: літо і зима можуть тягнутися роки, десятиліття і навіть мудрі мейстери не знають, чому це відбувається. Сам Мартін на цю тему висловився досить однозначно: за незвичайною зміною сезонів стоїть магія і це буде роз'яснено в кінці саги. Втім, будь-яка досить складна наука невідлична від магії, тому ми можемо спробувати застосувати знання фізики і змоделювати реальний світ зі схожими особливостями.
Такі спроби вже були зроблені, наприклад, професором астрономії університету Ноттінгема Майклом Мерріфілдом - на відео він міркує про особливості світу Вестероса з точки зору науки. Давайте поміркуємо і ми - потрібно знайти причини, через які зима і літо можуть тривати дуже довго, причому зими можуть бути м'якими або дуже суворими, а літа як просто теплими, так і посушливими.
Проект науково-розважального вивчення Вестероса ми робимо разом з банком «» Відкриття «». Ви, ймовірно, вже здогадалися по банерах. З чого це раптом? У «Відкриття» є банківські картки спеціально для любителів «» Гри престолів «». Всі, хто оформлять карту, отримають 3 місяці безкоштовної передплати на Амедіатеку і зможуть, зокрема, подивитися (або переглянути) серіал. Карти оформляються тут. Дякую за увагу, сподіваюся вам сподобається текст про астрофізику - ми, серед іншого, знайшли в якому регіоні Галактики планета Вестерос могла б бути.
З того, що відразу приходить на розум - зміна сонця, навколо якого обертається планета. Дійсно, астрономам давно відомі змінні зірки, які розширюються, остигаючи, а потім стискаються, знову розігріваючись. У цьому випадку планета буде отримувати різну кількість тепла за один і той же календарний рік. Це все добре, але в сазі особливо підкреслюється, що зміна зим і років неперіодична, і місцеві вчені не можуть вловити ніякої закономірності. І це не було б проблемою: існують повільні неправильні змінні і змінні зірки типу Т Тельца або фуори, передбачити активність яких неможливо. Одна заковика - такі зірки повинні бути або дуже старими, які перебувають на останній стадії еволюції, або дуже молодими, віком всього кілька мільйонів років. Обидва варіанти нам не підходять, тому що наявність планет з твердою поверхнею і розумними істотами можлива тільки в тих системах, де зірка світить незмінно мільярди років. Так що ця гіпотеза позначається.
Ще однією причиною зміни клімату може стати складна (нееліптична) орбіта планети. Це спостерігається, якщо в системі присутнє масивне третє тіло, яке вносить обурення в рух всіх планет цієї системи. Класичне завдання трьох тіл не тільки не має точних рішень у загальному випадку, але й орбіти будуть нестабільними, і рано чи пізно одне з тіл (зазвичай найлегше) буде викинуто з системи. Нам (як і жителям Вестероса) такий варіант не підходить, тому можна взяти за основу один з двох приватних випадків: або два сонця обертаються поблизу один одного, а планета обертається на великому видаленні навколо їх загального центру мас, або планета обертається навколо однієї зірки, яка в свою чергу повільно рухається разом з другою зіркою навколо їх загального центру мас. Жителям світу Льоду і Полум'я нічого не відомо про друге світило, тому можна допустити, що це повинен бути охолонений коричневий карлик, або нейтронна зірка. В обох випадках зірки досить масивні, щоб впливати на поведінку всіх тіл цієї системи, але в той же час досить малопомітні, щоб не бути різними навіть у мірійські лінзи. Ось, наприклад, модель обертання планети навколо подвійної зірки. Серйозна (нехай і випущена до першого квітня) і написана дуже живою мовою стаття астрофізика Веселина Костова представляє на суд читача розрахунки подібної системи трьох тіл. Узявши за основу зміну середньої рівноважної температури у Вестеросі, група Костова представила формулу її зміни в часі при обертанні навколо двох зірок сонячної маси. Трохи спростивши ввідні дані, вони отримали дуже цікаві графіки - зими в такому світі можуть тривати від 600 до 850 днів (найбільш ймовірне значення - близько 660 днів), а самі зими можуть бути як дуже суворими, так і м'якими без яскраво вираженої періодичності. На жаль, з причин, зазначених нижче, ми не можемо прийняти таке пояснення незвичайного клімату світу «Гри престолів».
Важливою підказкою до розгадування механізму зміни часів року має служити те, що мейстери здатні по зміні довжини дня і ночі передбачати наближення нового сезону. Значить, справа не може полягати у видаленні або наближенні планети до сонця або сонців, і справа швидше за все в зміні нахилу осі обертання планети.
Нагадаємо, що саме похила вісь Землі відповідальна за зміну часів року і полярні ночі та дні у високих широтах. Якби вісь була строго перпендикулярна екліптиці, то день і ніч завжди тривали б по 12 годин і не було ні зими, ні літа.
З точки зору класичної механіки Земля - це незбалансований гіроскоп, який здійснює три різні типи руху: обертання, прецесію і нутацію.
Періоди таких типів руху для Землі дуже різні: період обігу становить близько 24 годин, тоді як один період прецесії відбувається за 26 тисяч років, а нутації - за 40 тисяч років. А що якщо прецесія і нутація світу Вестероса відбувається набагато швидше, скажімо, за кілька років, і до того ж ці періоди некратні один одному? У такому випадку накладання цих факторів може значно змінити час, коли північна півкуля переважно спрямована на сонце (літо) або від неї (зима).
Ми можемо з упевненістю говорити, що мова йде тільки про північну півкулю, так як чим північніше заходять герої саги, тим температура повітря нижче, а чим південніше, тим тепліше, а жителі деяких південних регіонів і зовсім думають, що довгі зими це всього лише страшні казки сіверян. Якщо додати легку витягнутість орбіти планети навколо сонця, то складання цих трьох факторів дасть вкрай неперіодичну зміну клімату на планеті. Навіть побудувавши графік подібних змін, його дуже важко розкласти на прості складові і вирахувати якісь залежності. Так що мейстерам нічого не залишається, крім як пояснювати дивну зміну часів року цього світу впливом магії. Аналогічні складні коливання середньої температури Землі були вперше проаналізовані тільки в XX столітті, вони отримали назви циклів Міланковича і прекрасно описують, наприклад, відомі нам льодовикові періоди. Довга ніч - зима, що тривала ціле покоління - добре вкладається в цю гіпотезу: мабуть, накладення відразу всіх факторів призвело до того, що протягом декількох років Північний полюс був спрямований у бік від сонця і люди північної півкулі жили у вічному холоді. Фізика і тут була немилосердна до людей - льодовики, які розповзлися по північній частині Вестероса, збільшили альбедо планети - вона стала відображати більше сонячного світла, це призводить до ще більшого похолодання. Подібний позитивний зворотний зв'язок затягує настання літа, навіть коли вісь планети вже повернулася в бік світила.
Якщо говорити про причини такої високої прецесії і нутації, то це може бути сферично несиметричне гравітаційне поле планети (спробуйте збоку на юлу приліпити жуйку і розкрутити її) або розплавлене залізне ядро планети, вісь якого не збігається з віссю обертання планети (уявіть гіроскоп в гіроскопі, один з яких веде себе як китайський вовок). Гравітаційний вплив семи відомих планет також здатний викликати характерні обурення.
Проти цієї теорії є, мабуть, лише одне заперечення - місяць світу Льда і Полум'я (як і наш Місяць) стабілізує обертання планети, зменшуючи і уповільнюючи прецесію. Недарма, однак, жителі Кварта вірять, що дракони з'явилися на світ на другій місяці і перебралися на Землю, коли та підійшла занадто близько до сонця і розломилася. Цей другий місяць якраз міг розбалансувати всю систему, сильно збільшивши прецесію планети.
На закінчення можна спробувати представити місце миру в Галактиці. У зоряній системі крім населеної планети є ще сім мандрівників, тобто сім планет - це говорить про те, що вся планетна система встигла сформуватися і вік зірки можна оцінити в кілька мільярдів років. У той же час, людям Вестероса відомо не так багато сузір'їв - всього близько десятка, а багато зірок мають яскраво-блакитний колір (наприклад, у сузір'ї Крижаного Дракона). Це наводить на гіпотезу про те, що вся система знаходиться, швидше, на краю галактики, де в цілому зірок менше, ніж у нас, проте там все ще йдуть процеси зіроутворення і тому можна бачити більше короткоживучих масивних блакитних зірок.
Таким чином, фантастичним світ, придуманий Джорджем Мартіном, цілком може існувати, принаймні у вигляді планети (про ворогуючі народи, драконів і злісних карликів нам нічого не відомо). І цілком можливо, що одна з більш ніж 1400 планет, відкритих телескопом Кеплер, буде схожа на світ Льоду і Полум'я.
Game of Thrones / HBO