Земља вероватно не би требало да постоји. То је зато што су орбите унутрашњих планета Сунчевог система - Меркура, Венере, Земље и Марса - хаотичне, а истраживачи верују да су ове унутрашње планете до сада требало да се сударе једна са другом. Али то се није догодило.
Нова студија, објављена 3. маја у часопису Физички преглед Кс, можда коначно објасни зашто.
Удубивши се дубоко у обрасце кретања планета, научници су открили да су кретања унутрашњих планета ограничена одређеним параметрима који делују као веза која обуздава хаос система. Поред пружања математичког објашњења за привидну хармонију у нашем соларном систему, резултати нове студије могу помоћи научницима да разумеју путање егзопланета које круже око других звезда.
Планете непрестано врше међусобну гравитацију једна на другу – и ови мали тегљачи непрестано врше суптилна прилагођавања орбита планета. Спољашње планете, које су много веће, отпорније су на мале ударе и стога одржавају релативно стабилне орбите.
Проблем унутрашњих путања планета је, међутим, још увек превише сложен за тачно решење. Крајем 19. века, математичар Анри Поенкаре је доказао да је математички немогуће решити једначине које описују кретање три или више објеката у интеракцији, такође познат као „проблем три тела“. Као резултат, несигурности у детаљима почетних положаја и брзина планета се временом повећавају. Другим речима: Можете узети два сценарија у којима се растојања између Меркура, Венере, Марса и Земље разликују за најмању количину, а у једном од њих се планете међусобно сударају, а у другом - разилазе у различитим правцима.
Време за које се две путање са скоро идентичним почетним условима разилазе за одређену количину назива се Љапуновљево време хаотичног система. Године 1989. Жак Ласкар, астроном и научни директор Националног центра за научна истраживања и Париске опсерваторије и коаутор нове студије, проценио је да је карактеристично време Љапунова за орбите планета у унутрашњем соларном систему само 5 милиона година.
"У суштини, то значи да губите једну цифру сваких 10 милиона година", рекао је Ласцар за Ливе Сциенце. Тако, на пример, ако је почетна несигурност положаја планете 15 метара, онда ће после 10 милиона година ова неизвесност бити 150 метара; након 100 милиона година губи се још 9 цифара, што даје несигурност од 150 милиона километара, што је еквивалентно удаљености између Земље и Сунца. „У суштини, немате појма где је планета“, рекао је Ласкар.
Иако 100 милиона година може изгледати као дуго време, сам Сунчев систем постоји више од 4,5 милијарди година, а недостатак догађаја – попут судара планета или избацивања планете из овог хаотичног кретања – дуго је збуњивао научници.
Тада је Ласкар сагледао проблем на другачији начин: симулирајући унутрашње путање планета током наредних 5 милијарди година, крећући се из једног тренутка у други. Открио је само 1% шансе да се планете сударе. Користећи исти приступ, израчунао је да би било потребно у просеку око 30 милијарди година да се планете сударе.
Удубљујући се у математику, Ласцар и његове колеге су по први пут открили "симетрије" или "конзервативне количине" у гравитационим интеракцијама које стварају "практичну баријеру хаотичном лутању планета", рекао је Ласцар.
Ове емергентне количине остају готово константне и инхибирају одређене хаотичне покрете, али их не спречавају у потпуности, као што подигнута ивица тањира успорава, али не и потпуно спречава да храна пада са тањира. Ове количине можемо да дугујемо за привидну стабилност нашег соларног система.
Рену Малхотра, професор планетарних наука на Универзитету у Аризони који није био укључен у студију, нагласио је колико су суптилни механизми пронађени у студији. Малхотра је рекао за Ливе Сциенце да је занимљиво да „орбите планета у нашем соларном систему показују изузетно слаб хаос“.
У другом раду, Ласцар и његове колеге траже трагове о томе да ли је број планета у Сунчевом систему икада био другачији од онога што сада посматрамо. Без обзира на сву привидну стабилност данас, остаје отворено питање да ли је то увек био случај током милијарди година пре него што се живот појавио.
Прочитајте такође: