«منظومه شمسی» چه زمانی از بین می‌رود؟

دیدارنیوز: محققان پیش بینی می‌کنند که تا درگرفتن اولین تغییرات در منظومه شمسی حدود صد هزار سال زمان داریم و تا آن زمان مدار این منظومه تغییر قابل توجهی نخواهد داشت.

در یک مطالعه جدید، ریاضیدانان آنجل ژیوکوف (Angel Zhivkov) و ایوایلو تونچف (Ivaylo Tounchev) از دانشگاه صوفیه در بلغارستان، اثباتی تحلیلی از ثبات منظومه شمسی در صد هزار سال آینده برای هر هشت سیاره ارائه کردند.

به گفته پژوهشگران، ممکن است عجیب به نظر برسد، اما منظومه شمسی حدود ۴.۵ میلیارد سال است که به همین شکل بوده است بنابراین مدل سازی و پیش بینی اینکه قرار است در آینده چه اتفاقی بیافتد، آسان نیست. البته مطالعاتی برای محاسبه آینده منظومه شمسی با استفاده از محاسبات پیشرفته در مدل سازی حرکت سیارات در طول میلیون‌ها یا میلیارد‌ها سال انجام شده است.

دانشمندان می‌گویند اگرچه کار ژیوکوف و تونچف دوره زمانی بسیار کوتاه تری را نسبت به سایر برآورد‌ها تخمین می‌زنند، اما این امر اطمینان نتایج را افزایش می‌دهد. این موضوع به این دلیل است که انحرافات در شرایط اولیه مانند گریز از مرکز مداری و ادغام سیارات و همچنین جرم تمام اجسام در منظومه را به حساب می‌آورد.

سرنوشت نهایی منظومه شمسی سرنوشتی است که دانشمندان را برای مدت طولانی گیج کرده است. اسحاق نیوتن برای اولین بار مطرح کرد که فعل و انفعالات متقابل بین سیارات در نهایت منظومه شمسی را به سمت هرج و مرج سوق می‌دهد. پایداری دینامیکی طولانی مدت منظومه سیاره‌ای ما از آن زمان تاکنون برای تحلیل بشر مشکل ساز بوده است. این امر به این دلیل است که هرچه تعداد اجسام در یک سیستم دینامیکی بیشتر باشد، پیش بینی رفتار آن‌ها سخت‌تر می‌شود.

به گفته پژوهشگران، هرچه اجزای بیشتری را به معادلات اضافه کنید، درک ریاضیات آن پیچیده‌تر می‌شود. این پیچیدگی به این دلیل است که اجسام شروع به ایجاد اختلال در مدار یکدیگر کرده و عنصری از هرج و مرج را به سیستم اضافه می‌کنند که به عنوان مشکل N-body شناخته می‌شود؛ بنابراین منظومه شمسی نه تنها با هشت سیاره و خورشید بسیار پیچیده است، بلکه دارای سیارک ها، سیارات کوتوله و دیگر تکه‌ها و باب‌های در حال حرکت نیز است. دانشمندان معتقدند که احتمالاً می‌توانیم چیز‌های واقعاً کوچکی مانند سیارک‌ها را نادیده بگیریم، اما با این وجود، اجسام زیادی در منظومه باقی می‌مانند.

در این راستا ژیوکوف و تونچف یک روش عددی ایجاد کردند که عناصر مداری سیارات را به ۵۴ معادله دیفرانسیل معمولی مرتبه اول ترجمه می‌کند. سپس محاسبات را با کمک یک رایانه و برای بیش از ۶ میلیون و ۲۹۰ هزار مرحله انجام می‌دهند که هر مرحله در حدود شش روز محاسبه می‌شود.

محققان خاطرنشان می‌کنند که محاسبات نشان می‌دهد که پیکربندی بیضی‌های ارتعاشی که سیارات بر روی آن‌ها به دور خورشید حرکت می‌کنند حداقل تا صد هزار سال ثابت می‌ماند، به این معنا که محور اصلی هر سیاره کمتر از یک درصد تغییر می‌کند.

به گفته این تیم تحقیقاتی حتی زمانی که شرایط اولیه و جرم تغییر کرد، منظومه شمسی تحت محاسبات ثابت ماند و محققان پیشنهاد کردند که پایداری در نهایت ممکن است برای یک میلیون یا حتی یک میلیارد سال حفظ شود، اگرچه برای انجام محاسبات به یک کامپیوتر قدرتمند‌تر نیاز است.

شبیه سازی‌های قبلی نشان داد که حدود صد میلیارد سال طول می‌کشد تا منظومه شمسی از هم گسیخته شده و در سراسر کهکشان راه شیری پراکنده شود. در آن زمان، خورشید واقعاً خواهد مرد و بعید است که بشریت آن روز را ببیند، مگر اینکه ما موفق شده باشیم که سیاره‌ای دورتر و امن‌تر پیدا کنیم.

سیناپرس/ مترجم: مهدی فلاحی پناه
منبع: sciencealert