Хорошие новости! Солнечная система пока будет держаться вместе

Если вы лежали в постели по ночам, беспокоясь о том, что планеты Солнечной системы срикошетят по всей галактике, вы можете успокоиться.

У нас есть в по крайней мере за 100 000 лет до того, как это произойдет, согласно новым расчетам.

В новом исследовании математики Ангел Живков и Ивайло Тунчев из Софийского университета в Болгарии представили аналитическое доказательство стабильности Солнечной системы в течение следующие 100 тысячелетий, включая все восемь планет и Плутон.

Их расчеты, которые еще не прошли экспертную оценку, показывают, что орбиты этих тел за это время существенно не изменятся.

Это может показаться странным; в конце концов, Солнечная система делает свое дело уже 4,5 миллиарда лет или около того. Но на самом деле непросто смоделировать и предсказать, что она будет делать в будущем.

Конечно, были проведены исследования, чтобы попытаться рассчитать будущее Солнечной системы с использованием передовых технологий. вычисления для моделирования движения планет за миллионы или миллиарды лет.

Однако, чтобы охватить такие длительные временные масштабы, они упускают некоторые из более мелких деталей.

Хотя работа Живкова и Тунчева охватывает гораздо более короткий период времени, чем другие работы, они говорят, что она повышает надежность результатов.

Это связано с тем, что она учитывает отклонения в начальные условия, такие как эксцентриситеты и наклоны орбит планет, а также массы всех тел в системе.

Конечная судьба Солнечной системы — это то, что ставит ученых в тупик на протяжении долгого времени. очень долгое время. Исаак Ньютон предположил, что взаимодействие между планетами в конечном итоге приведет Солнечную систему к хаосу. Долговременная динамическая стабильность нашей родной планетной системы с тех пор служила основой для мозговой мельницы.

Это потому, что чем больше тел в динамической системе, тем сложнее становится предсказать, как они собираюсь вести себя. Два тела, запертых на общей орбите, относительно просто математически описать и предсказать.

Однако чем больше тел вы добавляете, тем сложнее становится математика. Это потому, что тела начинают возмущать орбиты друг друга, добавляя элемент хаоса в систему. Это известно как проблема N тел.

Решения могут быть получены для конкретных индивидуальных случаев, но не существует единой формулы, описывающей все без исключения взаимодействия N тел. И Солнечная система действительно очень сложна, и в ней есть не только восемь планет и Солнце, но и астероиды, карликовые планеты и другие мелкие предметы, дрейфующие вокруг.

Вероятно, мы можем в основном не учитывать действительно мелкие вещи, такие как астероиды. , но даже при этом в системе остается много тел.

Живков и Тунчев разработали численный метод, переводящий орбитальные элементы планет (и Плутона) в 54 обыкновенных дифференциальных уравнения первого порядка . Компьютерный код, запущенный на настольном компьютере, затем выполнил расчеты более 6 290 000 шагов, причем каждый шаг составлял около шести дней.

Расчеты показывают, что «конфигурация соприкасающихся эллипсов, на которых планеты, движущиеся вокруг Солнца, будут оставаться стабильными по крайней мере 100 000 лет в том смысле, что большая полуось каждой планеты изменяется в пределах или менее одного процента», – пишут исследователи.

Другими словами, Солнечная система пока не собирается имитировать галактический бильярд.

Даже когда начальные условия и массы были изменены, Солнечная система оставалась стабильной по расчетам команды, и исследователи предполагают, что стабильность в конечном итоге может поддерживаться для миллион или даже миллиард лет, хотя для расчетов потребуется более мощный компьютер.

Предыдущие расчеты показали, что Солнечной системе потребуется около 100 миллиардов лет, чтобы распасться и рассеяться по Млечному Пути.

К тому времени Солнце будет здоровым и действительно мертвый, живущий своей загробной жизнью как белый карлик, поэтому человечество вряд ли сможет увидеть его, если только нам не удастся найти безопасную гавань где-то еще, далеко. Однако вероятность этого сомнительна.

Во всяком случае. Помимо экзистенциального страха, вы можете прочитать статью команды на сервере препринтов arXiv.