Ce anume protejează Pământul de un impact fatal: oamenii de știință au descoperit un mecanism bizar

Cercetătorii de la Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța și Observatorul din Paris au lansat o teorie cu adevărat bulversantă care vine să explice mecanismul bizar care protejează Pământul de haosul din spațiu.

Pământul probabil că nu ar trebui să existe. Acest lucru se datorează faptului că orbitele planetelor din interiorul sistemului solar - Mercur, Venus, Pământ și Marte - sunt haotice, iar modelele au sugerat că aceste planete interioare ar fi trebuit să se ciocnească între ele până acum. Și totuși, acest lucru nu s-a întâmplat.

O nouă cercetare publicată la 3 mai în revista Physical Review X ar putea explica în sfârșit de ce. Cercetătorii au descoperit că mișcările planetelor interioare sunt constrânse de anumiți parametri care acționează ca o frânghie care inhibă haosul din sistem.

Pe lângă faptul că oferă o explicație matematică pentru aparenta armonie din sistemul nostru solar, informațiile din noul studiu pot ajuta oamenii de știință să înțeleagă traiectoriile exoplanetelor din jurul altor stele.

Planetele exercită în mod constant o atracție gravitațională reciprocă una asupra celeilalte - iar aceste mici tracțiuni fac în mod constant mici ajustări ale orbitelor planetelor. Planetele exterioare, care sunt mult mai mari, sunt mai rezistente la micile tracțiuni și, prin urmare, mențin orbite relativ stabile.

Cu toate acestea, problema traiectoriilor planetelor interioare este încă prea complicată pentru a fi rezolvată cu exactitate.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, matematicianul Henri Poincaré a demonstrat că este imposibil din punct de vedere matematic să se rezolve ecuațiile care guvernează mișcarea pentru trei sau mai multe obiecte care interacționează, cunoscută adesea sub numele de „problema celor trei corpuri".

Ca urmare, incertitudinile în ceea ce privește detaliile pozițiilor inițiale și vitezele planetelor cresc în timp. Cu alte cuvinte: Este posibil să luăm două scenarii în care distanțele dintre Mercur, Venus, Marte și Pământ diferă cu foarte puțin, iar într-unul dintre ele planetele se ciocnesc una de cealaltă, iar în celălalt se îndepărtează.

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 sistemul solar intern era de doar 5 milioane de ani.

„Înseamnă, practic, că se pierde o cifră la fiecare 10 milioane de ani", a declarat Laskar.

Astfel, de exemplu, dacă incertitudinea inițială a poziției unei planete este de 15 metri, 10 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 pot părea mult timp, sistemul solar în sine are o vechime de peste 4,5 miliarde de ani, iar lipsa unor evenimente dramatice - cum ar fi o coliziune planetară sau o planetă care să fie ejectată din toată această mișcare haotică - i-a nedumerit mult timp pe oamenii de știință.

Laskar a analizat apoi problema într-un mod diferit: simulând traiectoriile planetelor interioare în următorii 5 miliarde de ani, trecând de la un moment la altul. El a constatat că există doar 1% șanse de coliziune planetară.

Cu aceeași abordare, el a calculat că ar fi nevoie, în medie, de aproximativ 30 de miliarde de ani pentru ca oricare dintre planete să se ciocnească, scrie gadgetreport.ro.

Aprofundând teoria, Laskar și colegii săi au identificat apoi pentru prima dată „simetrii" sau „cantități conservate" în interacțiunile gravitaționale care creează o „barieră practică în rătăcirea haotică a planetelor", a declarat Laskar.

Aceste cantități emergente rămân aproape constante și inhibă anumite mișcări haotice, dar nu le împiedică în totalitate, la fel cum buza ridicată a unei farfurii va inhiba căderea mâncării din farfurie, dar nu o va împiedica complet. Putem mulțumi acestor cantități pentru stabilitatea aparentă a sistemului nostru solar.

În alte lucrări, Laskar și colegii săi caută indicii pentru a afla dacă numărul de planete din sistemul solar a fost vreodată diferit de cel pe care îl vedem în prezent.

Cu toată stabilitatea evidentă în prezent, rămâne o întrebare deschisă dacă acest lucru a fost întotdeauna așa de-a lungul miliardelor de ani înainte ca viața să evolueze.