Iako se tlo pod našim nogama čini čvrstim i mirnim (većinu vremena), ništa u ovom svemiru ne traje vječno. Jednog će dana naše Sunce umrijeti, izbacujući značajan dio svoje mase, prije nego što se njegova jezgra skupi u bijelog patuljka, postupno crpeći toplinu sve dok tisuću trilijuna godina kasnije ne bude ništa više od hladnog, tamnog, mrtvog kamena.
Ali do tog vremena neće postojati niti jedan drugi dio Sunčevog sustava. Prema novim simulacijama, planetima je potrebno samo 100 milijardi godina da prolete kroz galaksiju, ostavljajući umiruće Sunce daleko iza sebe. Astronomi i fizičari pokušavaju dokučiti konačnu sudbinu Sunčevog sustava barem stotinama godina.
"Razumijevanje dugoročne dinamičke stabilnosti Sunčevog sustava jedno je od najstarijih područja astrofizike, koje datira još od samog Newtona, koji je sugerirao da će međuplanetarne interakcije na kraju dovesti do nestabilnosti sustava", napisali su astronomi u svom novom radu.
Ali puno je kompliciranije nego što se možda čini. Što je veći broj tijela koja sudjeluju u dinamičkom sustavu, međusobno djelujući, to taj sustav postaje složeniji i teže ga je predvidjeti. To se zove problem N-tijelo.
Zbog ove složenosti nemoguće je deterministički predvidjeti orbite objekata u Sunčevom sustavu u određenim vremenskim intervalima. Nakon pet do deset milijuna godina, samopouzdanje leti ravno kroz prozor. Ali ako uspijemo shvatiti što se događa s našim Sunčevim sustavom, to će nam reći nešto o tome kako se svemir može razvijati na vremenskim skalama daleko iznad svoje trenutne starosti od 13,8 milijardi godina.
Godine 1999. astronomi su predvidjeli da će se Sunčev sustav polako raspasti u razdoblju od najmanje milijardu milijardi (ili kvintilijuna) godina. Prema njihovim izračunima, točno je toliko vremena potrebno da orbitalne rezonancije Jupitera i Saturna razdvoje Uran. Međutim, ovaj izračun ne uzima u obzir neke važne čimbenike koji bi mogli prije uništiti Sunčev sustav.
Prvo, to je Sunce.
Nakon 5 milijardi godina, prije smrti, Sunce će postati crveni div koji će progutati Merkur, Veneru i Zemlju. Tada će gotovo polovicu svoje mase nošena zvjezdanim vjetrom izbaciti u svemir; bijeli patuljak koji će ostati na njegovom mjestu činit će samo 54 posto trenutne mase Sunca. Ovaj gubitak mase oslabit će Sunčev gravitacijski stisak na planete, Mars, vanjske plinske i ledene divove, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.
Drugo, budući da se Sunčev sustav okreće oko galaktičkog središta, druge se zvijezde moraju približiti dovoljno blizu da poremete orbite planeta. "Ako uzmemo u obzir gubitak zvjezdane mase i povećanje orbita vanjskih planeta, ti će susreti postati utjecajniji", pišu istraživači. Uzimajući u obzir ove dodatne efekte u svojim izračunima, tim je proveo 10 simulacija N-tijela za vanjske planete koristeći snažnu opću Klastera HOFFMAN2. Te su simulacije podijeljene u dvije faze: prije završetka gubitka mase Sunca i fazu koja nastupa nakon. Iako 10 simulacija nije pouzdan statistički uzorak, tim je otkrio da se svaki put odigrao sličan scenarij.
Nakon što Sunce završi svoju evoluciju u bijelog patuljka, vanjski planeti će imati veliku orbitu, ali će i dalje ostati relativno stabilni. Jupiter i Saturn, međutim, bit će u stalnoj rezonanciji 5:2 - za svakih pet puta koliko Jupiter obiđe oko Sunca, Saturn obiđe dva puta (ova moguća rezonancija je sugerirana mnogo puta, ne samo od samog Isaaca Newtona).
Ove proširene orbite, kao i karakteristike planetarne rezonancije, učinit će sustav osjetljivijim na utjecaje zvijezda. Za 30 milijardi godina takve će zvjezdane perturbacije ove stabilne orbite pretvoriti u kaotične, što će dovesti do brzog gubitka planeta. Svi planeti osim jednog će odletjeti iz svojih orbita i postati lažni planeti.
Ovaj posljednji, usamljeni planet postojat će još 50 milijardi godina, ali će njegova sudbina biti odlučena. Na kraju će također biti izbačen iz orbite gravitacijskom silom zvijezda koje će letjeti pored njega. Uostalom, 100 milijardi godina nakon što se Sunce pretvori u bijelog patuljka, Sunčev sustav više neće biti.
To je znatno kraće razdoblje od onog predloženog 1999. godine. I, kao što istraživači pažljivo primjećuju, to ovisi o trenutačnim promatranjima lokalnog galaktičkog okoliša i procjenama zvjezdanog tranzita, koji su podložni promjenama. Dakle, ovo nipošto nije uklesano u kamen. Čak i ako se procjene o vremenskoj ljestvici smrti Sunčevog sustava stvarno promijene, to je još mnogo milijardi godina daleko. Vjerojatnost da će čovječanstvo živjeti dovoljno dugo da to vidi vrlo je mala.
Pročitajte također: