In einer neuen Studie haben die Mathematiker Angel Zhivkov und Ivaylo Tunchev von der Universität Sofia in Bulgarien analytische Beweise für die Stabilität des Sonnensystems über die nächsten 100 Jahrtausende vorgelegt, einschließlich aller acht Planeten und Pluto.
Ihre noch nicht begutachteten Berechnungen zeigen, dass sich die Umlaufbahnen der Planetenkörper in dieser Zeit nicht wesentlich ändern werden.
Das mag seltsam erscheinen; Immerhin gibt es das Sonnensystem seit ungefähr 4,5 Milliarden Jahren. Tatsächlich ist es jedoch nicht einfach, zu modellieren und vorherzusagen, was in Zukunft damit passieren wird.
Natürlich wurde geforscht, um zu versuchen, die Zukunft des Sonnensystems zu berechnen, indem fortschrittliche Berechnungen verwendet wurden, um die Bewegung der Planeten über Millionen oder Milliarden von Jahren zu modellieren. Um jedoch einen so langen Zeitraum abzudecken, übersahen sie einige der feineren Details.
Obwohl die neue Arbeit einen viel kürzeren Zeitraum als andere Studien abdeckt, verbessern die Wissenschaftler die Aussagekraft der Ergebnisse, sagen die Wissenschaftler.
Denn es berücksichtigt Abweichungen der Anfangsbedingungen wie Bahnexzentrizitäten und Planetenneigungen sowie die Massen aller Körper im System.
Das endgültige Schicksal des Sonnensystems hat Wissenschaftler lange verwirrt. Isaac Newton schlug vor, dass die Wechselwirkung zwischen den Planeten das Sonnensystem schließlich ins Chaos führen würde. Seitdem hat die langfristige dynamische Stabilität unseres Planetensystems regelmäßig Aufmerksamkeit erregt.
Es ist bekannt, dass je mehr Körper in einem dynamischen System vorhanden sind, desto schwieriger ist es vorherzusagen, wie sie sich verhalten werden. Zwei Körper, die in einer gegenseitigen Umlaufbahn eingeschlossen sind, sind mathematisch relativ einfach zu beschreiben und vorherzusagen.
Je mehr Körper Sie jedoch hinzufügen, desto schwieriger wird die Mathematik. Dies liegt daran, dass die Körper beginnen, die Umlaufbahnen des anderen zu stören, was dem System ein Element des Chaos hinzufügt. Dies ist als N-Körper-Problem oder N-Körper-Schwerkraftproblem bekannt.
Für konkrete Einzelfälle lassen sich Lösungen finden, aber es gibt keine einzige Formel, die ausnahmslos alle Wechselwirkungen von N Körpern beschreibt.
Das Sonnensystem ist in der Tat sehr komplex und hat nicht nur acht Planeten und die Sonne, sondern auch Asteroiden, Zwergplaneten und andere kleine Objekte, die herumtreiben.
Es ist wahrscheinlich möglich, wirklich kleine Objekte wie Asteroiden weitgehend zu ignorieren, aber selbst dann gibt es noch viele Körper im System.
Wissenschaftler haben eine numerische Methode entwickelt, die die Orbitalelemente der Planeten (und Pluto) in 54 gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung übersetzt.
Der Computercode, der auf dem Desktop-Computer lief, führte dann Berechnungen über 6.290.000 Schritte durch, was ungefähr sechs Tage für jeden Schritt dauerte.
Berechnungen zeigen, dass die Konfiguration der sich berührenden Ellipsen, in denen sich die Planeten um die Sonne bewegen, für mindestens 100.000 Jahre stabil bleiben wird, in dem Sinne, dass sich die große Halbachse jedes Planeten innerhalb oder weniger als einem Prozent ändert, schreiben die Forscher.
Mit anderen Worten, das Sonnensystem wird noch nicht auseinanderfallen.
Selbst wenn die Anfangsbedingungen und Massen geändert wurden, blieb das Sonnensystem rechnerisch stabil, und die Forscher schlagen vor, dass die Stabilität schließlich für eine Million oder sogar eine Milliarde Jahre aufrechterhalten werden könnte, obwohl ein leistungsfähigerer Computer benötigt würde, um solche Berechnungen durchzuführen.
Frühere Simulationen haben gezeigt, dass es etwa 100 Milliarden Jahre dauert, bis das Sonnensystem auseinanderbricht und sich in der Milchstraße auflöst.
Bis dahin wird die Sonne ein toter Stern sein und als weißer Zwerg existieren, so dass Leben auf der Erde wahrscheinlich nicht überleben wird.
2022-07-01 19:31:31
Autor: Vitalii Babkin