Merkurius, Venus, Jordens och Mars banor är kaosartade
och datamodeller av banorna visar att dessa inre planeters banor borde resulterat
i att planeterna kraschat samman för länge sedan. Men
som vi vet har detta inte hänt. Ny forskning publicerad 3 maj i tidskriften
Physical Review X visar varför det inte skett.
Planeter utövar ständigt en ömsesidig
gravitationskraft på varandra vilket ständigt över tid något förändrar dess
banor. De yttre planeterna (från Jupiter och utåt) är mycket större och motståndskraftigare
mot små gravitationskrafter och upprätthåller därmed mer stabila banor.
I slutet av 1900-talet visade matematikern Henri Poincaré att det är matematiskt omöjligt att lösa ekvationer som styr rörelserna för tre eller flera interagerande objekt. Ett matematiskt problem känt som "trekroppsproblemet".
Därför ökar osäkerheten i detaljerna om planeternas plats var de bildades och banhastighet över tid. Med andra ord: Det är möjligt att utarbeta två scenarier där avstånden mellan Merkurius, Venus eller ex , Mars och jorden skiljer sig åt med minsta möjliga avstånd och mängd utan att en av planeterna slår in i någon av de andra eller avviker från varandra. Den tid det tar för två banor med nästan identisk början att avvika med en viss mängd från varandra är känd som Lyapunov-tiden i det kaotiska systemet. 1989 utarbetade Jacques Laskar astronom och forskningschef vid National Center for Scientific Research och Paris Observatory och medförfattare till den nya studien den karakteristiska Lyapunov-tiden. För planetbanorna i det inre solsystemet var denna bara 5 miljoner år (tiden för hur länge de haft sina nuvarande banor).
Det betyder i princip att man förlorar en siffra var
10: e miljon år, beskrev Laskar det för Live Science. Så, till exempel, om den
initiala osäkerheten i planetens position är 15 meter så är den 10 miljoner år
senare 150 meter; Efter 100 miljoner år går ytterligare 9 siffror förlorade
vilket ger en osäkerhet på 150 miljoner kilometer vilket motsvarar avståndet
mellan jorden och solen. I grund och botten har du då ingen aning om var planeten
då är, beskriver Laskar.
Medan 100 miljoner år kan verka som en lång tid, är solsystemet över 4,5 miljarder år och bristen på dramatiska händelser av en planetkollision eller en planet som kastas ut från all denna kaotiska rörelse har inte skett vilket verkar förbryllade enligt forskare.
Kanske dock vår måne som bildats enligt Theia-teorin genom att en planet kraschade med jorden kan ses som en banförändrande händelse?
Laskar undersökte problemet genom att genom datorsimulering
ge olika utgångspunkter för de inre planetbanorna under de kommande 5 miljarder
åren och gå från ett ögonblick till nästa. Han fann då 1 % chans risk för en
planetkollision i framtiden. Med samma tillvägagångssätt beräknade han att det i genomsnitt
skulle ta cirka 30 miljarder år för någon av planeterna att kollidera statistiskt. Genom
att använda matematik identifierade Laskar och hans kollegor sedan för första
gången "symmetrier" eller "bevarade kvantiteter" i
gravitationsinteraktionerna som skapar en "praktisk barriär för planeternas
kaotiska vandring.
Dessa framväxande kvantiteter förblir nästan
konstanta och hämmar vissa kaotiska rörelser men inte helt och hållet alla.
Kanske man skulle ta med balans också i förståelsen?
Bild vikipedia som visar den Kaotiska rörelsen av
tre samverkande, nästan likadana partiklar. Trekroppsproblemet.
