우리 발 아래의 땅은 (대부분의 경우) 단단하고 고요해 보이지만 이 우주의 어떤 것도 영원히 지속되지 않습니다. 언젠가 우리 태양은 핵이 백색 왜성으로 축소되기 전에 질량의 상당 부분을 방출하면서 죽고 천조 년 후 차갑고 어둡고 죽은 돌에 지나지 않을 때까지 점차 열을 소모합니다.
그러나 그때까지 태양계의 다른 부분은 없을 것입니다. 새로운 시뮬레이션에 따르면 행성이 은하계를 통과하는 데 100억 년이 걸리며 죽어가는 태양을 훨씬 뒤처지게 됩니다. 천문학자와 물리학자들은 적어도 수백 년 동안 태양계의 최종 운명을 알아내려고 노력해 왔습니다.
"태양계의 장기적인 역학적 안정성을 이해하는 것은 천체물리학에서 가장 오래된 분야 중 하나이며, 뉴턴 자신이 행성간 상호 작용이 결국 시스템 불안정으로 이어질 것이라고 제안한 것으로 거슬러 올라갑니다."라고 천문학자들은 새 논문에서 썼습니다.
그러나 생각보다 훨씬 더 복잡합니다. 서로 상호 작용하는 동적 시스템에 참여하는 신체의 수가 많을수록 이 시스템이 더 복잡해지고 예측하기가 더 어려워집니다. 이것을 문제라고 합니다 N바디.
이러한 복잡성 때문에 특정 시간 간격으로 태양계에서 물체의 궤도를 결정론적으로 예측하는 것은 불가능합니다. 13,8만년에서 만년이 지나면 자신감이 사라집니다. 그러나 태양계에 무슨 일이 일어나는지 알아낼 수 있다면 우주가 현재의 억 년을 훨씬 넘어서 시간 척도에서 어떻게 진화할 수 있는지에 대해 알 수 있을 것입니다.
1999년에 천문학자들은 태양계가 적어도 억(또는 경)년의 기간에 걸쳐 천천히 분해될 것이라고 예측했습니다. 그들의 계산에 따르면 이것은 목성과 토성의 궤도 공명이 천왕성을 분리하는 데 걸리는 시간입니다. 그러나이 계산은 태양계를 더 빨리 파괴 할 수있는 몇 가지 중요한 요소를 고려하지 않습니다.
첫째, 태양입니다.
5억년 후, 죽기 전에 태양은 적색 거성이 되어 수성, 금성, 지구를 삼킬 것입니다. 그런 다음 항성풍에 의해 운반되는 질량의 거의 절반을 우주로 방출합니다. 그 자리에 남게 될 백색 왜성은 현재 태양 질량의 54%에 불과할 것입니다. 이 질량 손실은 행성, 화성, 외부 가스 및 얼음 거인, 목성, 토성, 천왕성 및 해왕성에 대한 태양의 중력 그립을 약화시킬 것입니다.
둘째, 태양계는 은하 중심을 중심으로 회전하기 때문에 다른 별들이 행성의 궤도를 방해할 만큼 가까이 접근해야 합니다. 연구원들은 "별 질량의 손실과 외부 행성의 궤도 팽창을 고려하면 이러한 만남이 더 큰 영향을 미칠 것"이라고 썼습니다. 계산에서 이러한 추가 효과를 고려하여 팀은 강력한 장군을 사용하여 외부 행성에 대해 10개의 N-body 시뮬레이션을 실행했습니다. 클러스터 호프만2. 이 시뮬레이션은 태양의 질량 손실이 끝나기 전과 그 후에 발생하는 단계의 두 단계로 나뉩니다. 10번의 시뮬레이션이 신뢰할 수 있는 통계 샘플은 아니지만 팀은 비슷한 시나리오가 매번 실행된다는 것을 발견했습니다.
태양이 백색 왜성으로의 진화를 완료한 후 외부 행성은 큰 궤도를 갖게 되지만 여전히 상대적으로 안정적으로 유지됩니다. 그러나 목성과 토성은 꾸준한 5:2 공명 상태가 될 것입니다. 목성이 태양 주위를 번 공전할 때마다 토성은 두 번 공전합니다(이 공명은 특히 아이작 뉴턴 자신이 여러 번 제안했습니다).
이러한 확장된 궤도와 행성의 공명 특성은 항성계가 별의 영향을 더 받기 쉽게 만들 것입니다. 30억년 후에는 그러한 별의 섭동이 이러한 안정적인 궤도를 혼란스러운 궤도로 바꾸어 행성의 급속한 손실을 초래할 것입니다. 행성 중 하나를 제외한 모든 행성은 궤도를 벗어나 불량 행성이 됩니다.
이 마지막 외로운 행성은 앞으로 50억 년 동안 존재할 것이지만, 그 운명은 결정될 것입니다. 결국, 그것은 또한 그것을 지나쳐 날아갈 별들의 중력에 의해 궤도에서 이탈할 것입니다. 결국 태양이 백색 왜성으로 변한 후 100억년이 지나면 태양계는 사라질 것입니다.
이것은 1999년에 제안된 것보다 훨씬 짧은 기간입니다. 그리고 연구원들이 주의 깊게 지적한 바와 같이, 이는 현재 국부 은하계 환경에 대한 관측과 항성 이동 추정치에 따라 달라지며, 이는 변경될 수 있습니다. 따라서 이것은 결코 확정된 것이 아닙니다. 태양계의 죽음에 대한 시간 척도에 대한 추정치가 실제로 변하더라도 여전히 수십억 년이 걸립니다. 인류가 이것을 볼 수 있을 만큼 오래 살 가능성은 매우 희박합니다.
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