新しい研究では、ブルガリアのソフィア大学の数学者AngelZhivkovとIvayloTunchevが、8つの惑星すべてと冥王星を含む次の100千年にわたる太陽系の安定性に関する分析的証拠を提示しました。
まだピアレビューされていない彼らの計算は、惑星体の軌道がこの期間中に大幅に変化しないことを示しています。
これは奇妙に思えるかもしれません。結局のところ、太陽系は45億年ほど前から存在しています。しかし実際には、将来何が起こるかをモデル化して予測することは容易ではありません。
もちろん、数百万年または数十億年にわたる惑星の動きをモデル化するための高度な計算を使用して、太陽系の未来を計算しようとする研究が行われています。しかし、そのような長い時間枠をカバーするために、彼らはより細かい詳細のいくつかを見落としていました。
新しい研究は他の研究よりもはるかに短い期間をカバーしていますが、科学者はそれが結果の妥当性を改善すると言います。
これは、軌道離心率や惑星の傾きなどの初期条件の偏差、およびシステム内のすべての物体の質量が考慮されているためです。
太陽系の究極の運命は、長い間科学者を困惑させてきました。アイザックニュートンは、惑星間の相互作用が最終的に太陽系を混乱に導くだろうと示唆しました。それ以来、私たちの惑星系の長期的な動的安定性は定期的に注目を集めています。
動的システム内のボディが多いほど、それらがどのように動作するかを予測するのが難しくなることが知られています。相互軌道に固定された2つの物体は、数学的に記述および予測するのが比較的簡単です。
ただし、追加するボディが多いほど、計算が難しくなります。これは、物体が互いの軌道を乱し始め、システムにカオスの要素を追加するためです。これは、N体問題またはN体重力問題として知られています。
特定の個々のケースについて解を得ることができますが、例外なくN体のすべての相互作用を説明する単一の公式はありません。
太陽系は確かに非常に複雑で、8つの惑星と太陽だけでなく、小惑星、準惑星、その他の小さな物体が漂っています。
小惑星のような本当に小さな物体をほとんど無視することはおそらく可能ですが、それでもシステムには多くの物体が残っています。
科学者たちは、惑星（および冥王星）の軌道要素を54の一次常微分方程式に変換する数値解法を開発しました。
次に、デスクトップコンピューターで実行されているコンピューターコードは、6,290,000ステップを超える計算を実行し、各ステップに約6日かかりました。
計算によると、惑星が太陽の周りを移動する接触楕円の構成は、各惑星の準主軸が1％以内で変化するという意味で、少なくとも100,000年間安定していると研究者は書いています。
言い換えれば、太陽系はまだ崩壊することはありません。
初期条件や質量を変えても、太陽系は計算で安定しており、計算を行うにはもっと強力なコンピューターが必要になるが、最終的には100万年、さらには10億年も安定を維持できると研究者たちは示唆している。
以前のシミュレーションでは、太陽系が崩壊して天の川に分散するのに約1,000億年かかることが示されています。
その時までに、太陽は死んだ星になり、白色矮星として存在するでしょう、それで生命は地球上で生き残ることはありそうにありません。
2022-07-01 19:31:31
著者: Vitalii Babkin