Земјата веројатно не би требало да постои. Тоа е затоа што орбитите на внатрешните планети на Сончевиот систем - Меркур, Венера, Земјата и Марс - се хаотични, а истражувачите веруваат дека овие внатрешни планети досега требаше да се судрат една со друга. Но, тоа не се случи.
Новата студија, објавена на 3 мај во списанието Физички преглед X, конечно може да објасни зошто.
Навлегувајќи длабоко во шемите на планетарното движење, научниците открија дека движењата на внатрешните планети се ограничени од одредени параметри кои делуваат како врзување што го ограничува хаосот на системот. Покрај обезбедувањето математичко објаснување за очигледната хармонија во нашиот Сончев систем, резултатите од новата студија може да им помогнат на научниците да ги разберат траекториите на егзопланетите кои орбитираат околу други ѕвезди.
Планетите постојано вршат взаемна гравитациска сила една на друга - и овие мали влечни постојано прават суптилни прилагодувања на орбитите на планетите. Надворешните планети, кои се многу поголеми, се поотпорни на мали удари и затоа одржуваат релативно стабилни орбити.
Меѓутоа, проблемот со внатрешните траектории на планетите е сè уште премногу сложен за точно решение. На крајот на 19 век, математичарот Анри Поенкаре докажал дека е математички невозможно да се решат равенките кои го опишуваат движењето на три или повеќе објекти кои заемно дејствуваат, исто така познат како „проблем со три тела“. Како резултат на тоа, несигурноста во деталите за почетните позиции и брзини на планетите се зголемуваат со текот на времето. Со други зборови: можете да земете две сценарија во кои растојанијата помеѓу Меркур, Венера, Марс и Земјата се разликуваат за најмала количина, а во едната од нив планетите се судираат една со друга, а во другата - се разминуваат во различни насоки.
Времето за кое две траектории со речиси идентични почетни услови се разминуваат за одредена количина се нарекува Љапуновско време на хаотичен систем. Во 1989 година, Жак Ласкар, астроном и научен директор на Националниот центар за научни истражувања и Париската опсерваторија и коавтор на новата студија, процени дека карактеристичното време на Љапунов за орбитите на планетите во внатрешниот Сончев систем е само 5 милиони години.
„Во суштина, тоа значи дека губите една цифра на секои 10 милиони години“, изјави Ласкар за Live Science. Така, на пример, ако почетната несигурност на положбата на планетата е 15 метри, тогаш по 10 милиони години оваа несигурност ќе биде 150 метри; по 100 милиони години се губат уште 9 цифри, што дава несигурност од 150 милиони километри, што е еквивалентно на растојанието помеѓу Земјата и Сонцето. „Во суштина, немате поим каде е планетата“, рече Ласкар.
Иако 100 милиони години може да изгледаат како долго време, самиот Сончев систем постои повеќе од 4,5 милијарди години, а недостатокот на настани - како што се судири на планети или исфрлање на планета од сето ова хаотично движење - долго време го збунуваше. научници.
Тогаш Ласкар погледна на проблемот на поинаков начин: со симулирање на внатрешните траектории на планетите во следните 5 милијарди години, движејќи се од еден момент во друг. Тој открил само 1% шанса планетите да се судрат. Користејќи го истиот пристап, тој пресметал дека ќе бидат потребни во просек околу 30 милијарди години за да се судрат планетите.
Навлегувајќи подлабоко во математиката, Ласкар и неговите колеги за првпат открија „симетрии“ или „конзервативни величини“ во гравитационите интеракции кои создаваат „практична бариера за хаотичното талкање на планетите“, рече Ласкар.
Овие појавни количини остануваат речиси константни и инхибираат одредени хаотични движења, но не ги спречуваат целосно, исто како што подигнатиот раб на чинијата за вечера забавува, но не го спречува целосно паѓањето на храната од чинијата. Овие количини можеме да ги должиме за очигледната стабилност на нашиот Сончев систем.
Рену Малхотра, професор по планетарни науки на Универзитетот во Аризона, кој не бил вклучен во студијата, нагласи колку се суптилни механизмите пронајдени во студијата. Малхотра изјави за Live Science дека е интересно што „орбитите на планетите во нашиот Сончев систем покажуваат исклучително слаб хаос“.
Во друга работа, Ласкар и неговите колеги бараат индиции за тоа дали бројот на планети во Сончевиот систем некогаш бил различен од она што го набљудуваме сега. И покрај сета привидна стабилност денес, прашањето дали тоа секогаш било така во текот на милијарди години пред да се појави животот останува отворено.
Прочитајте исто така: