“Szimmetrikus erők” védhetik az emberiséget?
A Földnek nem kellene léteznie, mégis létezik, ennek pedig nyomós oka van
Földnek valószínűleg nem kellene léteznie.
Ennek az az oka, hogy a belső Naprendszer bolygóinak – a Merkúrnak, a
Vénusznak, a Földnek és a Marsnak – pályája kaotikus, és a modellek szerint ezeknek a belső bolygóknak már egymásnak kellett volna ütközniük.
És mégsem történt meg.
A bolygók mozgásának modelljébe mélyedve a kutatók felfedezték, hogy a belső bolygók mozgását bizonyos paraméterek korlátozzák, amelyek
kötélként működnek, ami gátolja a rendszer káoszát.
Amellett, hogy matematikai magyarázatot ad Naprendszerünk látszólagos harmóniájára, az új tanulmány meglátásai segíthetnek a tudósoknak
megérteni a más csillagokat körülvevő exobolygók röppályáit.
A bolygók folyamatosan kölcsönös gravitációs erőt fejtenek ki egymásra – és ezek a kis vontatók folyamatosan kisebb módosításokat végeznek a
bolygók pályáján.
A külső bolygók, amelyek sokkal nagyobbak, jobban ellenállnak a kis vontatóknak, és így viszonylag stabil pályát tartanak fenn.
A bolygók belső pályáinak problémája azonban még mindig túl bonyolult ahhoz, hogy pontosan meg lehessen oldani.
A 19. század végén Henri Poincaré matematikus bebizonyította, hogy matematikailag lehetetlen megoldani a három vagy több kölcsönhatásban lévő objektum mozgását szabályozó egyenleteket, amelyeket gyakran “háromtest-problémának” is neveznek.
Ennek eredményeként a bolygók kiindulási helyzetének és sebességének részleteiben fellépő bizonytalanságok idővel kiszámíthatatlanok lesznek.
Más szóval: két olyan forgatókönyvet is fel lehet vázolni, amelyben a Merkúr, a Vénusz, a Mars és a Föld távolsága a legkisebb mértékben tér el
egymástól, és az egyikben a bolygók egymásba csapódnak, a másikban pedig eltávolodnak egymástól.
A kaotikus rendszer Ljapunov-idejének nevezzük azt az időt, amely alatt két, majdnem azonos kiindulási feltételek melletti pálya egy
meghatározott mértékben eltér.
“Ez alapvetően azt jelenti, hogy 10 millió évenként elveszítünk egy számjegyet,”
– mondta Laskar. Így például, ha egy bolygó helyzetének kezdeti bizonytalansága 15 méter, 10 millió évvel később ez a bizonytalanság 150 méter; 100 millió év után további 9 számjegy elveszik, ami 150 millió
kilométeres bizonytalanságot ad, ami megegyezik a Föld és a Nap távolságával.
“Alapvetően fogalmunk sincs, hol van a bolygó,” – mondta Laskar.
Bár a 100 millió év hosszúnak tűnhet, maga a Naprendszer több mint 4,5 milliárd éves, és a drámai események hiánya – például a bolygók ütközése
vagy egy bolygó kilökődése ebből a kaotikus mozgásból – sokáig zavarba ejtette a tudósokat.
Laskar ezután más szemmel nézte a problémát: szimulálta a bolygók belső pályáit a következő 5 milliárd év során, egyik pillanatról a másikra
lépve. Csak 1% esélyt talált a bolygóütközésre.
Ugyanezzel a megközelítéssel úgy számolta, hogy átlagosan körülbelül 30 milliárd évbe telik, amíg
bármelyik bolygó összeütközik.
Titokzatos “szimmetria” védheti a Földet?
Laskar és munkatársai a matematika során először azonosítottak “szimmetriákat” vagy “megőrzött mennyiségeket” a gravitációs
kölcsönhatásokban, amelyek “gyakorlati akadályt képeznek a bolygók kaotikus vándorlásában,”
– mondta Laskar.
Ezek a felbukkanó mennyiségek szinte állandóak maradnak, és gátolnak bizonyos kaotikus mozgásokat, de nem akadályozzák meg őket teljesen,
akárcsak egy tányér megemelt széle, ami megakadályozza, hogy az étel leessen a tányérról, de nem akadályozza meg teljesen.
Ezeknek a mennyiségeknek köszönhetjük naprendszerünk látszólagos stabilitását.
Renu Malhotra, az Arizonai Egyetem bolygótudományi professzora, aki nem vett részt a vizsgálatban, kiemelte, milyen finomak a tanulmányban
azonosított mechanizmusok.
Malhotra elmondta, hogy érdekes, hogy “naprendszerünk bolygópályái kivételesen gyenge káoszt mutatnak”.
Más munkájuk során Laskar és munkatársai nyomokat keresnek arra vonatkozóan, hogy a Naprendszer bolygóinak száma eltért-e valaha is attól,
amit jelenleg látunk.
A ma látható stabilitás ellenére továbbra is nyitott kérdés, hogy ez mindig is így volt-e az élet kialakulása előtti évmilliárdokban…
Forrás: ÚjVilágtudat