Jörðin ætti líklega ekki að vera til. Þetta er vegna þess að brautir innri reikistjarna sólkerfisins - Merkúríus, Venusar, Jörðarinnar og Mars - eru óreiðukenndar og telja vísindamenn að þessar innri plánetur ættu nú að hafa rekast hvor aðra. En þetta gerðist ekki.
Nýja rannsóknin, sem birt var 3. maí í tímaritinu Líkamleg endurskoðun X, gæti loksins útskýrt hvers vegna.
Eftir að hafa kafað djúpt í mynstur plánetuhreyfinga, komust vísindamenn að því að hreyfingar innri reikistjarnanna takmarkast af ákveðnum breytum sem virka sem tjóðrun sem heftir glundroða kerfisins. Auk þess að gefa stærðfræðilega skýringu á augljósri sátt í sólkerfinu okkar, gætu niðurstöður nýju rannsóknarinnar hjálpað vísindamönnum að skilja feril fjarreikistjörnur á braut um aðrar stjörnur.
Reikistjörnurnar eru stöðugt að beita gagnkvæmu þyngdarafli hver á aðra – og þessir litlu togari eru stöðugt að gera fíngerðar breytingar á brautum reikistjarnanna. Ytri pláneturnar, sem eru mun stærri, eru ónæmari fyrir litlum áföllum og halda því tiltölulega stöðugum brautum.
Vandamálið um innri feril reikistjarnanna er hins vegar enn of flókið til að hægt sé að finna nákvæma lausn. Í lok 19. aldar sannaði stærðfræðingurinn Henri Poincaré að það er stærðfræðilega ómögulegt að leysa jöfnur sem lýsa hreyfingu þriggja eða fleiri víxlverkandi hluta, einnig þekkt sem „þriggja líkama vandamálið“. Þess vegna eykst óvissa í smáatriðum um upphafsstöðu og hraða reikistjarnanna með tímanum. Með öðrum orðum: Þú getur tekið tvær sviðsmyndir þar sem fjarlægðir milli Merkúríusar, Venusar, Mars og jarðar eru að minnsta kosti ólíkar og í annarri þeirra rekast pláneturnar hver á aðra og í hinni - víkja í mismunandi áttir.
Tíminn þar sem tvær brautir með næstum eins upphafsskilyrðum víkja um ákveðna upphæð er kallaður Lyapunov tími óreiðukerfis. Árið 1989 áætlaði Jacques Lascard, stjörnufræðingur og vísindastjóri National Center for Scientific Research og París stjörnustöðinni og meðhöfundur nýju rannsóknarinnar, að einkennandi Lyapunov tími fyrir brautir reikistjarnanna í innra sólkerfinu væri aðeins 5 milljónir ára.
„Í meginatriðum þýðir það að þú tapar einum tölustaf á 10 milljón ára fresti,“ sagði Lascar við Live Science. Svo, til dæmis, ef upphafsóvissa um staðsetningu plánetunnar er 15 metrar, þá verður þessi óvissa eftir 10 milljón ár 150 metrar; eftir 100 milljón ár tapast aðrir 9 tölustafir, sem gefur 150 milljón kílómetra óvissu, sem jafngildir fjarlægðinni milli jarðar og sólar. „Í grundvallaratriðum hefur þú ekki hugmynd um hvar plánetan er,“ sagði Lascar.
Þótt 100 milljónir ára kunni að virðast vera langur tími, hefur sólkerfið sjálft verið til í meira en 4,5 milljarða ára, og skortur á atburðum - eins og plánetuárekstrum eða útskúfun plánetu frá allri þessari óskipulegu hreyfingu - hefur lengi undrast. vísindamenn.
Síðan horfði Laskar á vandamálið á annan hátt: með því að líkja eftir innri braut reikistjarnanna næstu 5 milljarða ára, og færa sig frá einu augnabliki til annars. Hann fann aðeins 1% líkur á að pláneturnar rekast á. Með sömu aðferð reiknaði hann út að það tæki að meðaltali um 30 milljarða ára fyrir pláneturnar að rekast á.
Með því að kafa dýpra í stærðfræðina uppgötvuðu Lascar og samstarfsmenn hans í fyrsta sinn "samhverf" eða "íhaldssamt magn" í þyngdaraflverkunum sem skapa "hagnýta hindrun fyrir óskipulegu ráfi pláneta," sagði Lascar.
Þetta magn sem kemur fram helst nánast stöðugt og hindrar ákveðnar óreiðuhreyfingar, en kemur ekki alveg í veg fyrir þær, rétt eins og upphækkuð brún matardisks hægir á en kemur ekki alveg í veg fyrir að matur falli af disknum. Við getum skuldað þessar upphæðir fyrir augljósan stöðugleika sólkerfisins okkar.
Renu Malhotra, prófessor í plánetuvísindum við háskólann í Arizona sem tók ekki þátt í rannsókninni, lagði áherslu á hversu lúmskur aðferðirnar sem fundust í rannsókninni eru. Malhotra sagði við Live Science að það væri athyglisvert að "brautir reikistjarnanna í sólkerfinu okkar sýna einstaklega veikan glundroða."
Í öðrum verkum leita Lascar og samstarfsmenn hans að vísbendingum um hvort fjöldi reikistjarna í sólkerfinu hafi einhvern tíma verið frábrugðinn því sem við sjáum núna. Þrátt fyrir allan augljósan stöðugleika í dag er spurningin hvort þetta hafi alltaf verið raunin á milljörðum ára áður en lífið birtist enn opin.
Lestu líka: