แม้ว่าพื้นดินใต้ฝ่าเท้าของเราจะดูมั่นคงและสงบ (เกือบตลอดเวลา) แต่ไม่มีอะไรในจักรวาลนี้คงอยู่ตลอดไป วันหนึ่งดวงอาทิตย์ของเราจะตาย ขับมวลส่วนสำคัญออกมา ก่อนที่แกนกลางจะหดตัวเป็นดาวแคระขาว ค่อยๆ คายความร้อนออก จนกระทั่งหนึ่งพันล้านล้านปีต่อมา มันก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าหินที่เย็น มืด และตายแล้ว
แต่จะไม่มีส่วนอื่นของระบบสุริยะในเวลานั้น ตามการจำลองใหม่ ดาวเคราะห์ต้องใช้เวลาเพียง 100 พันล้านปีในการบินผ่านกาแลคซี ทิ้งดวงอาทิตย์ที่กำลังจะตายไว้เบื้องหลัง นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์พยายามหาชะตากรรมสุดท้ายของระบบสุริยะเป็นเวลาอย่างน้อยหลายร้อยปี
"การทำความเข้าใจความเสถียรเชิงพลวัตในระยะยาวของระบบสุริยะเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่เก่าแก่ที่สุดของฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ย้อนไปถึงตัวนิวตันเอง ซึ่งเสนอว่าการปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวเคราะห์จะนำไปสู่ความไม่เสถียรของระบบในที่สุด" นักดาราศาสตร์เขียนไว้ในเอกสารฉบับใหม่ของพวกเขา
แต่มันซับซ้อนกว่าที่คิดไว้มาก ยิ่งร่างกายจำนวนมากมีส่วนร่วมในระบบไดนามิกและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ระบบนี้ยิ่งซับซ้อนมากขึ้นและคาดการณ์ได้ยากขึ้น สิ่งนี้เรียกว่าปัญหา N-ร่างกาย.
เนื่องจากความซับซ้อนนี้ จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายวงโคจรของวัตถุในระบบสุริยะในช่วงเวลาหนึ่งๆ หลังจากผ่านไปห้าถึงสิบล้านปี ความมั่นใจก็พุ่งออกไปนอกหน้าต่าง แต่ถ้าเราสามารถรู้ได้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับระบบสุริยะของเรา มันจะบอกเราบางอย่างเกี่ยวกับวิธีที่เอกภพสามารถวิวัฒนาการตามเวลาที่ไกลเกินกว่าอายุปัจจุบันที่ 13,8 พันล้านปี
ในปี 1999 นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าระบบสุริยะจะสลายตัวอย่างช้าๆ ในช่วงเวลาอย่างน้อยหนึ่งพันล้านพันล้านปี (หรือ quintillion) ปี จากการคำนวณของพวกเขา นี่คือระยะเวลาที่แสงสะท้อนในวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์จะแยกดาวยูเรนัสออกจากกัน อย่างไรก็ตาม การคำนวณนี้ไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยสำคัญบางประการที่อาจทำลายระบบสุริยะเร็วขึ้น
อย่างแรกคือดวงอาทิตย์
หลังจาก 5 พันล้านปีก่อนที่ดวงอาทิตย์จะดับลง ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง กลืนดาวพุธ ดาวศุกร์ และโลก จากนั้นจะขับมวลเกือบครึ่งหนึ่งที่พัดพาโดยลมดาวออกสู่อวกาศ ดาวแคระขาวที่จะคงอยู่ในตำแหน่งเดิมจะมีเพียงร้อยละ 54 ของมวลดวงอาทิตย์ในปัจจุบัน การสูญเสียมวลนี้จะทำให้แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ที่มีต่อดาวเคราะห์ต่างๆ ลดลง ดาวอังคาร ก๊าซและน้ำแข็งยักษ์รอบนอก ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน
ประการที่สอง เนื่องจากระบบสุริยะโคจรรอบศูนย์กลางดาราจักร ดาวดวงอื่นจึงต้องเข้ามาใกล้มากพอที่จะรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ "ถ้าเราคำนึงถึงการสูญเสียมวลดาวฤกษ์และการพองตัวของวงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นนอก การเผชิญหน้าเหล่านี้จะมีอิทธิพลมากขึ้น" นักวิจัยเขียน เมื่อคำนึงถึงผลกระทบเพิ่มเติมเหล่านี้ในการคำนวณ ทีมงานได้ทำการจำลอง N-body 10 ครั้งสำหรับดาวเคราะห์ชั้นนอกโดยใช้นายพลที่ทรงพลัง คลัสเตอร์ ฮอฟแมน2. การจำลองเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองช่วง: ก่อนสิ้นสุดการสูญเสียมวลของดวงอาทิตย์และช่วงที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น แม้ว่าการจำลอง 10 ครั้งจะไม่ใช่ตัวอย่างทางสถิติที่เชื่อถือได้ แต่ทีมก็พบว่าสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นทุกครั้ง
หลังจากที่ดวงอาทิตย์วิวัฒนาการเป็นดาวแคระขาวเสร็จสิ้น ดาวเคราะห์ชั้นนอกจะมีวงโคจรขนาดใหญ่แต่จะยังคงค่อนข้างเสถียร อย่างไรก็ตาม ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์จะมีค่าเรโซแนนซ์ 5:2 ที่คงที่ ทุกๆ ห้าครั้งที่ดาวพฤหัสบดีโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวเสาร์จะโคจรสองครั้ง
วงโคจรที่ขยายออกเหล่านี้ รวมถึงลักษณะการสั่นพ้องของดาวเคราะห์ จะทำให้ระบบอ่อนแอต่ออิทธิพลของดาวฤกษ์มากขึ้น ในอีก 30 หมื่นล้านปี การก่อกวนของดาวฤกษ์ดังกล่าวจะเปลี่ยนวงโคจรที่เสถียรเหล่านี้ให้กลายเป็นวงโคจรที่วุ่นวาย ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียดาวเคราะห์อย่างรวดเร็ว ดาวเคราะห์ทุกดวงยกเว้นดวงใดดวงหนึ่งจะบินออกจากวงโคจรและกลายเป็นดาวเคราะห์จอมโกง
ดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายที่อ้างว้างนี้จะคงอยู่ต่อไปอีก 50 พันล้านปี แต่ชะตากรรมของมันจะถูกตัดสิน ในที่สุดมันจะถูกโคจรโดยแรงโน้มถ่วงของดวงดาวที่จะบินผ่านมัน ท้ายที่สุด 100 พันล้านปีหลังจากที่ดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว ระบบสุริยะก็จะหายไป
นี่เป็นช่วงเวลาที่สั้นกว่าที่เสนอในปี 1999 มาก และตามที่นักวิจัยสังเกตอย่างระมัดระวัง มันขึ้นอยู่กับการสังเกตสภาพแวดล้อมของดาราจักรในท้องถิ่นในปัจจุบันและการประมาณการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ ซึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นสิ่งนี้จึงไม่ได้ถูกฝังอยู่ในหิน แม้ว่าการประมาณการในช่วงเวลาของการตายของระบบสุริยะจะเปลี่ยนไปจริงๆ แต่ก็ยังอยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปี โอกาสที่มนุษยชาติจะมีชีวิตอยู่ได้นานพอที่จะเห็นสิ่งนี้มีน้อยมาก
อ่าน: