زمین احتمالاً نباید وجود داشته باشد. دلیل آن این است که مدار سیارات درونی منظومه شمسی - عطارد، زهره، زمین و مریخ - آشفته است و محققان معتقدند که این سیارات درونی باید تا کنون با یکدیگر برخورد می کردند. اما این اتفاق نیافتاد.
مطالعه جدید، در 3 می در مجله منتشر شد بررسی فیزیکی X، ممکن است در نهایت توضیح دهد که چرا.
دانشمندان پس از کاوش عمیق در الگوهای حرکت سیاره ای، دریافتند که حرکات سیارات درونی توسط پارامترهای خاصی محدود می شود که به عنوان یک افسار عمل می کنند که هرج و مرج سیستم را مهار می کند. علاوه بر ارائه توضیحی ریاضی برای هارمونی ظاهری در منظومه شمسی، نتایج مطالعه جدید ممکن است به دانشمندان در درک مسیر سیارات فراخورشیدی که به دور ستارگان دیگر می چرخند کمک کند.
سیارات دائماً یک کشش گرانشی متقابل بر روی یکدیگر اعمال می کنند - و این یدک کش های کوچک دائماً تنظیمات ظریفی را در مدار سیارات انجام می دهند. سیارات بیرونی که بسیار بزرگتر هستند، در برابر ضربه های کوچک مقاومت بیشتری دارند و بنابراین مدارهای نسبتاً پایداری را حفظ می کنند.
با این حال، مشکل مسیرهای درونی سیارات هنوز برای یک راه حل دقیق بسیار پیچیده است. در پایان قرن نوزدهم، ریاضی‌دان هنری پوانکاره ثابت کرد که حل معادلاتی که حرکت سه یا چند جسم متقابل را توصیف می‌کنند، که به «مسئله سه جسمی» نیز معروف است، از نظر ریاضی غیرممکن است. در نتیجه عدم قطعیت در جزئیات موقعیت و سرعت اولیه سیارات در طول زمان افزایش می یابد. به عبارت دیگر: شما می توانید دو سناریو را در نظر بگیرید که در آن فاصله بین عطارد، زهره، مریخ و زمین با کمترین مقدار متفاوت است و در یکی از آنها سیارات با یکدیگر برخورد می کنند و در دیگری - در جهات مختلف واگرا می شوند.
زمانی که دو مسیر با شرایط اولیه تقریباً یکسان به میزان معینی از هم جدا می‌شوند، زمان لیاپانوف یک سیستم آشفته نامیده می‌شود. در سال 1989، ژاک لاسکار، ستاره شناس و مدیر علمی مرکز ملی تحقیقات علمی و رصدخانه پاریس و یکی از نویسندگان مطالعه جدید، تخمین زد که زمان مشخصه لیاپانوف برای گردش سیارات در منظومه شمسی درونی است. فقط 5 میلیون سال
لاسکار به Live Science گفت: «در اصل، این بدان معناست که شما هر 10 میلیون سال یک رقم را از دست می دهید. بنابراین، برای مثال، اگر عدم قطعیت اولیه موقعیت سیاره 15 متر باشد، پس از 10 میلیون سال این عدم قطعیت 150 متر خواهد بود. پس از 100 میلیون سال، 9 رقم دیگر از بین می رود، که عدم قطعیتی معادل 150 میلیون کیلومتر، معادل فاصله بین زمین و خورشید را ایجاد می کند. لاسکار گفت: اساساً شما نمی دانید که این سیاره کجاست.
در حالی که 100 میلیون سال ممکن است زمان زیادی به نظر برسد، خود منظومه شمسی بیش از 4,5 میلیارد سال است که وجود داشته است، و فقدان رویدادها - مانند برخوردهای سیاره ای یا بیرون راندن یک سیاره از این همه حرکت آشفته - مدت هاست که گیج شده است. دانشمندان
سپس لاسکار به شکل دیگری به مسئله نگاه کرد: با شبیه سازی مسیرهای درونی سیارات در طول 5 میلیارد سال آینده، حرکت از یک لحظه به لحظه دیگر. او تنها یک درصد احتمال برخورد سیارات را یافت. او با استفاده از همین رویکرد محاسبه کرد که به طور متوسط حدود 1 میلیارد سال طول می کشد تا سیارات با هم برخورد کنند.
لاسکار گفت که لاسکار و همکارانش با عمیق‌تر شدن در ریاضیات، برای اولین بار «تقارن» یا «کمیت‌های محافظه‌کارانه» را در برهمکنش‌های گرانشی کشف کردند که «موانعی عملی برای سرگردانی پر هرج و مرج سیارات» ایجاد می‌کند.
این مقادیر اضطراری تقریباً ثابت می مانند و حرکات آشفته خاصی را مهار می کنند، اما به طور کامل از آنها جلوگیری نمی کنند، همانطور که لبه برجسته بشقاب غذا کند می شود اما به طور کامل از افتادن غذا از بشقاب جلوگیری نمی کند. ما می توانیم این مقادیر را مدیون ثبات ظاهری منظومه شمسی خود باشیم.
رنو مالهوترا، استاد علوم سیاره‌ای در دانشگاه آریزونا که در این مطالعه شرکت نداشت، تأکید کرد که مکانیسم‌های موجود در این مطالعه چقدر ظریف هستند. مالهوترا به Live Science گفت که جالب است که "مدار سیارات در منظومه شمسی ما هرج و مرج بسیار ضعیفی را نشان می دهد."
در کار دیگری، لاسکار و همکارانش به دنبال سرنخ هایی هستند که نشان دهد آیا تعداد سیارات منظومه شمسی با آنچه اکنون مشاهده می کنیم متفاوت بوده است یا خیر. علیرغم تمام ثبات ظاهری امروز، این سوال که آیا در طول میلیاردها سال قبل از ظهور حیات همیشه چنین بوده است یا خیر، همچنان باز است.
همچنین بخوانید: