Stabilisasi cilik kita

Srengenge tansah njedhul ing wetan, mangsa ganti ajeg, ana 365 utawa 366 dina saben taun, mangsa adhem, mangsa panas anget… Bosen. Nanging ayo nikmati rasa bosen iki! Kaping pisanan, ora bakal langgeng. Kapindho, stabilisasi cilik kita mung kasus khusus lan sementara ing sistem tata surya sing semrawut.

Obahe planet, rembulan lan kabeh obyek liyane ing tata surya katon teratur lan bisa ditebak. Nanging yen mangkono, kepiye sampeyan nerangake kabeh kawah sing kita deleng ing Bulan lan akeh benda langit ing sistem kita? Ana uga akeh ing Bumi, nanging amarga kita duwe atmosfer, lan karo erosi, vegetasi lan banyu, kita ora weruh grumbulan bumi kanthi cetha kaya ing papan liya.

Yen tata surya kasusun saka titik-titik materi ideal mung operasi ing prinsip Newtonian, banjur, ngerti posisi pas lan kecepatan Srengéngé lan kabeh planèt, kita bisa nemtokake lokasi ing sembarang wektu ing mangsa. Sayange, kasunyatan beda karo dinamika rapi Newton.

kupu angkasa

Kemajuan gedhe ilmu alam diwiwiti kanthi upaya kanggo njlèntrèhaké badan kosmik. Penemuan penting sing nerangake hukum gerakan planet digawe dening "bapak pendiri" astronomi, matématika lan fisika modern - Copernicus, Galileo, Kepler i Newton. Nanging, sanajan mekanika rong benda langit sing sesambungan ing pengaruh gravitasi wis dikenal, tambahan obyek katelu (sing diarani masalah telung awak) nyebabake masalah kasebut nganti ora bisa diatasi kanthi analitis.

Apa kita bisa prédhiksi gerakan Bumi, umpamane, milyar taun ngarep? Utawa, kanthi tembung liya: apa sistem tata surya stabil? Ilmuwan wis nyoba njawab pitakonan iki kanggo generasi. Asil pisanan padha entuk Peter Simon saka Laplace i Joseph Louis Lagrange, ora mangu disaranake jawaban positif.

Ing pungkasan abad kaping XNUMX, ngrampungake masalah stabilitas sistem tata surya minangka salah sawijining tantangan ilmiah sing paling gedhe. raja Swedia Oscar II, dheweke malah nggawe penghargaan khusus kanggo wong sing ngrampungake masalah iki. Iki dipikolehi ing taun 1887 dening matématikawan Prancis Henri Poincaré. Nanging, bukti yen cara gangguan bisa uga ora nyebabake resolusi sing bener ora dianggep konklusif.

Dheweke nggawe dhasar teori matematika stabilitas gerakan. Alexander M. Lapunovsing kepingin weruh carane cepet jarak antarane loro lintasan cedhak ing sistem semrawut mundhak karo wektu. Nalika ing separo kapindho abad rong puloh. Edward Lorenz, ahli meteorologi ing Institut Teknologi Massachusetts, mbangun model owah-owahan cuaca sing disederhanakake sing mung gumantung marang rolas faktor, ora ana hubungane langsung karo gerakan badan ing tata surya. Ing makalah 1963, Edward Lorentz nuduhake yen owah-owahan cilik ing data input nyebabake prilaku sistem sing beda banget. Properti iki, sing banjur dikenal minangka "efek kupu-kupu", dadi khas kanggo umume sistem dinamis sing digunakake kanggo model macem-macem fenomena ing fisika, kimia utawa biologi.

Sumber kekacauan ing sistem dinamis yaiku pasukan saka urutan sing padha sing tumindak ing badan sing berturut-turut. Luwih akeh awak ing sistem, luwih akeh kekacauan. Ing Tata Surya, amarga disproporsi gedhe ing massa kabeh komponen dibandhingake karo Srengenge, interaksi komponen kasebut karo lintang dominan, mula tingkat kekacauan sing dituduhake ing eksponen Lyapunov ora kudu gedhe. Nanging uga, miturut petungan Lorentz, kita kudu ora kaget karo pikirane alam semrawut saka tata surya. Iku bakal ngageti yen sistem karo nomer gedhe saka derajat kamardikan padha biasa.

Sepuluh taun kepungkur Jacques Laskar saka Observatorium Paris, dheweke nggawe luwih saka sewu simulasi komputer babagan gerakan planet. Ing saben wong, kondisi awal ora beda-beda. Modeling nuduhake yen ora ana sing luwih serius sing bakal kelakon ing 40 yuta taun sabanjure, nanging mengko ing 1-2% kasus bisa uga. destabilisasi lengkap tata surya. Kita uga duwe iki 40 yuta taun ing pembuangan kita mung ing syarat sing sawetara tamu sing ora dikarepke, faktor utawa unsur anyar sing ora dijupuk menyang akun ing wayahe ora katon.

Petungan nuduhake, contone, ing 5 milyar taun orbit Mercury (planet pisanan saka Srengéngé) bakal owah, utamané amarga pengaruh Jupiter. Iki bisa nyebabake Bumi tabrakan karo Mars utawa Merkurius persis. Nalika kita ngetik salah sawijining set data, saben siji ngemot 1,3 milyar taun. Mercury bisa tiba ing Srengenge. Ing simulasi liyane, ternyata sawise 820 yuta taun Mars bakal diusir saka sistem kasebut, lan sawise 40 yuta taun bakal teka menyang tabrakan saka Mercury lan Venus.

Sinau babagan dinamika Sistem kita dening Lascar lan timnya ngira wektu Lapunov (yaiku, wektu sajrone proses tartamtu bisa diprediksi kanthi akurat) kanggo kabeh Sistem ing 5 yuta taun.

Pranyata manawa kesalahan mung 1 km kanggo nemtokake posisi awal planet bisa nambah dadi 1 unit astronomi sajrone 95 yuta taun. Sanajan kita ngerti data awal Sistem kanthi akurasi sing dhuwur, nanging tanpa wates, kita ora bakal bisa prédhiksi prilaku kasebut sajrone wektu apa wae. Kanggo mbukak masa depan Sistem, sing kacau, kita kudu ngerti data asli kanthi presisi tanpa wates, sing ora mungkin.

Kajaba iku, kita ora ngerti manawa. energi total tata surya. Nanging sanajan njupuk kabeh efek, kalebu pangukuran relativistik lan luwih akurat, kita ora bakal ngganti alam semrawut saka tata surya lan ora bakal bisa kanggo prédhiksi prilaku lan negara ing sembarang wektu tartamtu.

Apa wae bisa kelakon

Dadi, tata surya mung semrawut, iku kabeh. Pernyataan iki tegese kita ora bisa prédhiksi lintasan bumi ngluwihi, umpamane, 100 yuta taun. Ing tangan liyane, tata surya temtunipun tetep stabil minangka struktur ing wayahe, amarga panyimpangan cilik saka paramèter ciri dalan saka planèt mimpin kanggo orbit beda, nanging karo sifat cedhak. Dadi ora mungkin bakal ambruk ing milyaran taun sabanjure.

Mesthi wae, bisa uga ana unsur anyar sing ora digatekake ing petungan ing ndhuwur. Contone, sistem kasebut mbutuhake 250 yuta taun kanggo ngrampungake orbit ngubengi tengah galaksi Bima Sakti. Gerakan iki duwe akibat. Lingkungan antariksa sing ganti ngganggu keseimbangan sing alus ing antarane Srengenge lan obyek liyane. Iki, mesthi, ora bisa diprediksi, nanging kedadeyan sing ora seimbang kasebut nyebabake paningkatan efek kasebut. aktivitas komet. Benda-benda iki luwih kerep mabur menyang srengenge tinimbang biasane. Iki nambah risiko tabrakan karo Bumi.

Lintang sawise 4 yuta taun Gliese 710 jarak 1,1 taun cahya saka Srengéngé, bisa ngganggu orbit obyek Awan Awan lan nambah kemungkinan komet tabrakan karo salah sawijining planit njero tata surya.

Ilmuwan gumantung ing data sajarah lan, tarik kesimpulan statistik saka wong-wong mau, prédhiksi sing, mbokmenawa ing setengah yuta taun meteor nabrak lemah Dhiameter 1 km, nyebabake bencana antariksa. Sabanjure, ing perspektif 100 yuta taun, meteorit samesthine bakal tiba ing ukuran sing bisa dibandhingake karo sing nyebabake punah Cretaceous 65 yuta taun kepungkur.

Nganti 500-600 yuta taun, sampeyan kudu ngenteni suwene (maneh, adhedhasar data lan statistik sing kasedhiya) lampu kilat utawa bledosan supernova hyperenergy. Ing jarak kasebut, sinar kasebut bisa nyebabake lapisan ozon bumi lan nyebabake kepunahan massal sing padha karo kepunahan Ordovician - yen mung hipotesis babagan iki bener. Nanging, radiasi sing dipancarake kudu diarahake kanthi tepat menyang Bumi supaya bisa nyebabake karusakan ing kene.

Dadi ayo padha bungah-bungah ing pengulangan lan stabilisasi cilik ing donya sing kita deleng lan kita urip. Matematika, statistik lan kemungkinan nggawe dheweke sibuk ing jangka panjang. Untunge, perjalanan sing dawa iki ora bisa digayuh.