새로운 연구에서 불가리아 소피아 대학의 수학자 Angel Zhivkov와 Ivaylo Tunchev는 8개의 행성과 명왕성을 모두 포함하여 향후 100,000년 동안 태양계의 안정성에 대한 분석적 증거를 제시했습니다.
아직 동료 검토를 거치지 않은 그들의 계산에 따르면 이 기간 동안 행성의 궤도는 크게 변하지 않을 것입니다.
이것은 이상하게 보일 수 있습니다. 결국, 태양계는 약 45억 년 동안 존재해 왔습니다. 그러나 실제로 미래에 어떤 일이 일어날지 모델링하고 예측하는 것은 쉽지 않습니다.
물론 수백만 년 또는 수십억 년에 걸친 행성의 운동을 모델링하기 위해 고급 계산을 사용하여 태양계의 미래를 계산하기 위한 연구가 수행되었습니다. 그러나 이러한 긴 기간을 다루기 위해 그들은 세세한 부분을 간과했습니다.
새로운 연구는 다른 연구보다 훨씬 짧은 기간을 다루고 있지만 과학자들은 결과의 타당성을 향상시킨다고 말합니다.
이것은 궤도 이심률 및 행성 기울기와 같은 초기 조건의 편차와 시스템의 모든 천체 질량을 고려하기 때문입니다.
태양계의 궁극적인 운명은 오랫동안 과학자들을 당황하게 했습니다. 아이작 뉴턴은 행성들 사이의 상호작용이 결국 태양계를 혼돈으로 이끌 것이라고 제안했습니다. 그 이후로 우리 행성계의 장기적인 동적 안정성이 주기적으로 주목을 받았습니다.
역학 시스템의 몸체가 많을수록 어떻게 동작할지 예측하기가 더 어렵다는 것이 알려져 있습니다. 상호 궤도에 고정된 두 물체는 수학적으로 설명하고 예측하기가 비교적 쉽습니다.
그러나 더 많은 바디를 추가할수록 수학이 더 어려워집니다. 이것은 몸체가 서로의 궤도를 교란시키기 시작하여 시스템에 혼돈 요소를 추가하기 때문입니다. 이것은 N체 문제 또는 N체 중력 문제로 알려져 있습니다.
특정 개별 사례에 대한 솔루션을 얻을 수 있지만 예외 없이 N개의 바디의 모든 상호 작용을 설명하는 단일 공식은 없습니다.
태양계는 실제로 매우 복잡하며 8개의 행성과 태양뿐만 아니라 소행성, 왜소행성 및 기타 작은 물체가 주위를 떠돌고 있습니다.
소행성과 같은 아주 작은 물체는 대체로 무시하는 것이 가능하지만, 그럼에도 불구하고 시스템에 많은 물체가 남아 있습니다.
과학자들은 행성(및 명왕성)의 궤도 요소를 54개의 1계 상미분 방정식으로 변환하는 수치적 방법을 개발했습니다.
그런 다음 데스크톱 컴퓨터에서 실행되는 컴퓨터 코드는 각 단계에 약 6일이 소요되는 6,290,000단계 이상의 계산을 수행했습니다.
계산에 따르면 행성이 태양 주위를 움직이는 접촉 타원의 구성은 각 행성의 반장경이 1% 이내 또는 1% 미만으로 변한다는 의미에서 최소 100,000년 동안 안정적으로 유지될 것이라고 연구진은 씁니다.
다시 말해, 태양계는 아직 붕괴되지 않을 것입니다.
초기 조건과 질량이 변경되어도 태양계는 계산에 의해 안정적으로 유지되었으며 연구원들은 이러한 계산을 수행하려면 더 강력한 컴퓨터가 필요하지만 안정성이 결국 백만년 또는 심지어 10억년 동안 유지될 수 있다고 제안합니다.
이전 시뮬레이션에서는 태양계가 분해되어 은하수로 흩어지는 데 약 1000억 년이 걸리는 것으로 나타났습니다.
그때가 되면 태양은 죽은 별이 되어 백색 왜성으로 존재하게 되므로 지구에서 생명체가 살 수 없을 것입니다.
2022-07-01 19:31:31
작가: Vitalii Babkin