Vaikka maa jalkojemme alla näyttää kiinteältä ja rauhalliselta (useimmiten), mikään tässä universumissa ei ole ikuista. Eräänä päivänä Aurinkomme kuolee ja heittää ulos merkittävän osan massastaan, ennen kuin sen ydin kutistuu valkoiseksi kääpiöksi, ja vähitellen tyhjentää lämpöä, kunnes tuhat triljoonaa vuotta myöhemmin se on vain kylmä, tumma, kuollut kivi.
Mutta siihen mennessä aurinkokunnassa ei ole muuta osaa. Uusien simulaatioiden mukaan planeetat tarvitsevat vain 100 miljardia vuotta lentääkseen galaksin läpi jättäen kuolevan auringon kauas taakse. Tähtitieteilijät ja fyysikot ovat yrittäneet selvittää aurinkokunnan lopullista kohtaloa ainakin satojen vuosien ajan.
"Aurinkokunnan pitkän aikavälin dynaamisen vakauden ymmärtäminen on yksi astrofysiikan vanhimmista alueista, ja se juontaa juurensa itse Newtonista, joka ehdotti, että planeettojen välinen vuorovaikutus johtaisi lopulta järjestelmän epävakauteen", tähtitieteilijät kirjoittivat uudessa artikkelissaan.
Mutta se on paljon monimutkaisempi kuin miltä se saattaa näyttää. Mitä suurempi määrä kappaleita osallistuu dynaamiseen järjestelmään, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, sitä monimutkaisempi tämä järjestelmä tulee ja sitä vaikeampi ennustaa. Tätä kutsutaan ongelmaksi N-runko.
Tämän monimutkaisuuden vuoksi on mahdotonta ennustaa deterministisesti aurinkokunnan objektien kiertoratoja tietyin aikavälein. Viiden tai kymmenen miljoonan vuoden kuluttua luottamus lentää suoraan ikkunasta. Mutta jos voimme selvittää, mitä aurinkokunnassamme tapahtuu, se kertoo meille jotain siitä, kuinka maailmankaikkeus voi kehittyä aika-asteikolla, joka ylittää nykyisen 13,8 miljardin vuoden ikänsä.
Vuonna 1999 tähtitieteilijät ennustivat aurinkokunnan hajoavan hitaasti vähintään miljardin miljardin (tai kvintiljoonan) vuoden aikana. Heidän laskelmiensa mukaan juuri näin kauan kestää Jupiterin ja Saturnuksen kiertoradan resonanssien erottaminen Uranuksesta. Tässä laskelmassa ei kuitenkaan oteta huomioon joitakin tärkeitä tekijöitä, jotka voivat tuhota aurinkokunnan aikaisemmin.
Ensinnäkin se on aurinko.
5 miljardin vuoden kuluttua, ennen kuolemaa, Auringosta tulee punainen jättiläinen, joka nielee Merkuriuksen, Venuksen ja Maan. Sitten se sinkoaa lähes puolet tähtituulen kuljettamasta massastaan avaruuteen; paikalleen jäävä valkoinen kääpiö on vain 54 prosenttia Auringon nykyisestä massasta. Tämä massan menetys heikentää Auringon gravitaatiopitoa planeetoissa, Marsissa, ulkoisissa kaasu- ja jääjättiläisissä Jupiterissa, Saturnuksessa, Uranuksessa ja Neptunuksessa.
Toiseksi, koska aurinkokunta pyörii galaktisen keskuksen ympärillä, muiden tähtien on tultava tarpeeksi lähelle häiritsemään planeettojen kiertoradat. "Jos otamme huomioon tähtien massan häviämisen ja ulkoplaneettojen kiertoradan turpoamisen, näistä kohtaamisista tulee entistä vaikutusvaltaisempia", tutkijat kirjoittavat. Ottaen nämä lisävaikutukset huomioon laskelmissaan, tiimi suoritti 10 N-kehon simulaatiota ulkoplaneetoille käyttämällä voimakasta yleistä. rykelmä HOFFMAN 2. Nämä simulaatiot jaettiin kahteen vaiheeseen: ennen Auringon massahäviön loppua ja vaiheeseen, joka tapahtuu sen jälkeen. Vaikka 10 simulaatiota ei ole luotettava tilastollinen näyte, ryhmä havaitsi, että samanlainen skenaario toteutui joka kerta.
Kun Aurinko on saattanut evoluution valkoiseksi kääpiöksi, ulkoplaneetoilla on suuri kiertorata, mutta ne pysyvät silti suhteellisen vakaina. Jupiter ja Saturnus ovat kuitenkin tasaisessa 5:2-resonanssissa - jokaista viittä kertaa, kun Jupiter kiertää aurinkoa, Saturnus kiertää kahdesti (tätä mahdollista resonanssia on ehdottanut monta kertaa, ei vähiten Isaac Newton itse).
Nämä laajennetut kiertoradat sekä planeettojen resonanssiominaisuudet tekevät järjestelmästä alttiimman tähtien vaikutuksille. 30 miljardissa vuodessa tällaiset tähtien häiriöt muuttavat nämä vakaat kiertoradat kaoottisiksi, mikä johtaa planeetan nopeaan häviämiseen. Yhtä lukuun ottamatta kaikki planeetat lentävät kiertoradoiltaan ja muuttuvat roistoplaneetoiksi.
Tämä viimeinen, yksinäinen planeetta on olemassa vielä 50 miljardia vuotta, mutta sen kohtalo päätetään. Lopulta sen kiertää myös sen ohi lentävien tähtien vetovoima. Loppujen lopuksi 100 miljardia vuotta sen jälkeen, kun Aurinko muuttuu valkoiseksi kääpiöksi, aurinkokunta on poissa.
Tämä on paljon lyhyempi ajanjakso kuin vuonna 1999 ehdotettu ajanjakso. Ja, kuten tutkijat huolellisesti huomauttavat, se riippuu paikallisen galaktisen ympäristön tämänhetkisistä havainnoista ja arvioista tähtien kulkemisesta, jotka voivat muuttua. Tämä ei siis ole missään nimessä kiveen hakattu. Vaikka arviot aurinkokunnan kuoleman aika-asteikosta todella muuttuvat, se on silti monen miljardin vuoden päässä. Todennäköisyys, että ihmiskunta elää tarpeeksi kauan nähdäkseen tämän, on hyvin pieni.
Lue myös: