Cercetătorii au descoperit „simetrii” care protejează Pământul de haosul din Univers
Publicat de Cosmin Meca, 15 mai 2023, 10:35
Poate că Pământul n-ar fi trebuit să existe, dacă în Univers ar fi fost alte condiții. Acest lucru ar fi avut loc din cauza faptului că orbitele unor planete din interiorul Sistemul Solar – Mercur, Venus, Pământ și Marte – sunt haotice, iar modelele sugerează că aceste planete interioare ar fi trebuit să se ciocnească până acum. Și totuși, acest lucru nu s-a întâmplat.
O nouă cercetare, publicată recent în revista Physical Review X ar putea explica în sfârșit de ce planetele menționate mai sus nu au sfârșit printr-o coliziune unele cu celelalte.
Cercetătorii au descoperit că mișcările planetelor interioare sunt constrânse de anumiți parametri care acționează ca o frânghie care inhibă haosului sistemului.
Pe lângă obținerea unei explicații matematice pentru aparenta armonie din Sistemul nostru Solar, perspectivele noului studiu ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine traiectoriile exoplanetelor din jurul altor stele.
Planetele exercită constant o atracție gravitațională reciprocă
Planetele exercită în mod constant o atracție gravitațională reciprocă una asupra celeilalte, iar aceste mici atracții fac în mod frecvent mici ajustări ale orbitelor planetelor. Planetele exterioare, care sunt mult mai mari, sunt mai rezistente la aceste mici tracțiuni și mențin astfel orbitele relativ stabile.
Totuși, problema traiectoriilor planetelor interioare este încă prea complicată pentru a fi rezolvată.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, matematicianul Henry Poincaré a demonstrat că, din punct de vedere matematic, este imposibil să se rezolve ecuațiile care guvernează mișcarea a trei sau mai multe obiecte care interacționează, cunoscută adesea sub numele de „problema celor trei corpuri”, potrivit Live Science.
Este posibil să luăm două scenarii în care distanțele dintre Mercur, Venus, Pământ și Marte diferă foarte puțin. Într-unul dintre sceanrii planetele se ciocnesc, iar în celălalt acestea se îndepărtează.
Ar fi nevoie de 30 de miliarde de ani pentru ca oricare dintre planete să se ciocnească
Timpul necesar pentru ca două traiectorii cu condiții inițiale aproape identice să difere cu o anumită valoare este cunoscut sub numele de timpul Lyapunov al sistemului haotic.
În 1989, Jacques Laskar, astronom și director de cercetare la Centrul Național de Cercetare Științifică și la Observatorul din Paris și coautor al noului studiu, a calculat că timpul Lyapunov caracteristic pentru orbitele planetare din interiorul Sistemului Solar era de doar cinci milioane de ani.
„Practic, acest lucru înseamnă că pierzi o cifră o dată la zece milioane de ani. Astfel, spre exemplu, dacă incertitudinea inițială a poziției unei planete este de 15 metri, zece milioane de ani mai târziu, această incertitudine ar fi de 150 de metri.
După 100 de milioane de ani, se pierd încă 9 cifre, ceea ce dă o incertitudine de 150 de milioane de kilometri, echivalentă cu distanța dintre Pământ și Soare. Practic, nu ai nicio idee despre unde se află planeta, a declarat Laskar.
Deși 100 de milioane de ani poate părea mult timp, Sistemul Solar în sine are o vechime de 4,5 miliarde de ani, iar lipsa unor evenimente dramatice i-a nedumerit multă vreme pe cercetători.
„Orbitele Sistemului Solar prezintă un haos excepțional de slab”
Laskar a simulat apoi traiectoriile planetelor interioare în următorii cinci miliarde de ani. El a constatat că există doar 1% șanse de coliziune planetară. Acesta a calculat, de asemenea, că ar fi nevoie de aproximativ 30 de miliarde de ani pentru ca oricare dintre planete să se ciocnească.
Laskar și colegii săi au identificat pentru prima dată „simetrii” sau „cantități conservate” în interacțiunile gravitaționale care creează o „barieră practică în rătăcirea haotică a planetelor”, a spus Laskar.
Renu Malhotra, profesor de știință planetară la Universitatea din Arizona, SUA, a declarat că este interesant faptul că „orbitele planetare ale Sistemului Solar prezintă un haos excepțional de slab”.
sursa: descopera.ro
