हाम्रो सानो स्थिरता

सूर्य सधैं पूर्वमा उदाउँछ, मौसमहरू नियमित रूपमा परिवर्तन हुन्छन्, वर्षमा 365 वा 366 दिन हुन्छन्, जाडो जाडो हुन्छ, गर्मी न्यानो हुन्छ ... बोरिंग। तर यो बोरमेन्टको मजा लिनुहोस्! पहिलो, यो सधैंभरि रहनेछैन। दोस्रो, हाम्रो सानो स्थिरता समग्र रूपमा अराजक सौर्यमण्डलमा एक विशेष र अस्थायी मामला मात्र हो।

सौर्यमण्डलमा ग्रहहरू, चन्द्रमाहरू र अन्य सबै वस्तुहरूको गति व्यवस्थित र अनुमानित देखिन्छ। तर यदि त्यसो हो भने, हामीले चन्द्रमामा देख्ने सबै क्रेटरहरू र हाम्रो प्रणालीमा रहेका धेरै आकाशीय पिण्डहरू कसरी व्याख्या गर्नुहुन्छ? पृथ्वीमा पनि ती धेरै छन्, तर हामीसँग वायुमण्डल भएकोले, र यसको साथमा क्षरण, वनस्पति र पानी भएकोले, हामीले पृथ्वीलाई अन्य ठाउँहरूमा जस्तो स्पष्ट रूपमा देख्दैनौं।

यदि सौर्यमण्डलमा न्युटोनियन सिद्धान्तहरूमा मात्र सञ्चालन हुने आदर्श भौतिक बिन्दुहरू छन् भने, सूर्य र सबै ग्रहहरूको सही स्थान र गतिहरू थाहा पाएर, हामीले भविष्यमा कुनै पनि समयमा तिनीहरूको स्थान निर्धारण गर्न सक्छौं। दुर्भाग्यवश, वास्तविकता न्यूटनको स्वच्छ गतिशीलता भन्दा फरक छ।

अन्तरिक्ष पुतली

प्राकृतिक विज्ञानको महान प्रगति ब्रह्माण्डीय निकायहरू वर्णन गर्ने प्रयासहरूबाट सुरु भयो। ग्रहहरूको गतिको नियमहरू व्याख्या गर्ने निर्णायक आविष्कारहरू आधुनिक खगोल विज्ञान, गणित र भौतिक विज्ञानका "संस्थापक पिताहरू" द्वारा गरिएको थियो - कोपर्निकस, ग्यालिलियो, केप्लर i न्यूटन। यद्यपि, गुरुत्वाकर्षणको प्रभावमा अन्तरक्रिया गर्ने दुई खगोलीय पिण्डहरूको मेकानिक्स राम्ररी थाहा छ, तर तेस्रो वस्तु (तथाकथित तीन-शरीर समस्या) थप्दा समस्यालाई बिन्दुमा जटिल बनाउँछ जहाँ हामी यसलाई विश्लेषणात्मक रूपमा समाधान गर्न सक्दैनौं।

के हामी पृथ्वीको गतिको भविष्यवाणी गर्न सक्छौं, भन्नुहोस्, एक अरब वर्ष अगाडि? वा, अन्य शब्दहरूमा: के सौर्यमण्डल स्थिर छ? वैज्ञानिकहरूले यस प्रश्नको उत्तर पुस्तासम्म खोजेका छन्। पहिलो परिणाम तिनीहरूले प्राप्त गरे पिटर साइमन बाट लाप्लेस i जोसेफ लुइस लगरेन्ज, निस्सन्देह एक सकारात्मक जवाफ सुझाव।

XNUMX औं शताब्दीको अन्त्यमा, सौर्यमण्डलको स्थिरताको समस्या समाधान गर्नु सबैभन्दा ठूलो वैज्ञानिक चुनौतीहरू मध्ये एक थियो। स्वीडेन को राजा ओस्कर II, उनले यो समस्या समाधान गर्नेलाई विशेष पुरस्कार पनि स्थापना गरे। यो फ्रान्सेली गणितज्ञ द्वारा 1887 मा प्राप्त भएको थियो हेनरी पोइन्कारे। यद्यपि, विचलित विधिहरूले सही समाधान गर्न नसक्ने उनको प्रमाणलाई निर्णायक मानिएको छैन।

उनले गति स्थिरताको गणितीय सिद्धान्तको आधारहरू सिर्जना गरे। अलेक्जेंडर एम. Lapunovजसले अराजक प्रणालीमा दुई नजिकको प्रक्षेपणहरू बीचको दूरी समयको साथ कति छिटो बढ्छ भनेर सोचेको थियो। जब बीसौं शताब्दीको दोस्रो भागमा। एडवर्ड लोरेन्ज, म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका मौसमविद्ले मौसम परिवर्तनको एक सरल मोडेल निर्माण गरे जुन केवल बाह्र कारकहरूमा निर्भर गर्दछ, यो सौर्यमण्डलमा शरीरहरूको आन्दोलनसँग प्रत्यक्ष रूपमा सम्बन्धित थिएन। आफ्नो 1963 पेपरमा, एडवर्ड लोरेन्ट्जले देखाए कि इनपुट डेटामा सानो परिवर्तनले प्रणालीको पूर्ण रूपमा फरक व्यवहार निम्त्याउँछ। यो गुण, पछि "पुतली प्रभाव" को रूपमा चिनिन्छ, भौतिक विज्ञान, रसायन विज्ञान वा जीवविज्ञानमा विभिन्न घटनाहरू मोडेल गर्न प्रयोग हुने धेरै गतिशील प्रणालीहरूको विशिष्ट हुन पुग्यो।

गतिशील प्रणालीहरूमा अराजकताको स्रोत क्रमिक निकायहरूमा कार्य गर्ने समान क्रमको शक्तिहरू हुन्। प्रणालीमा जति धेरै शरीर, उति अराजकता। सौर्यमण्डलमा, सूर्यको तुलनामा सबै कम्पोनेन्टहरूको जनसङ्ख्यामा ठूलो असमानताको कारण, तारासँग यी घटकहरूको अन्तरक्रिया प्रबल हुन्छ, त्यसैले ल्यापुनोभ एक्सपोन्टहरूमा व्यक्त गरिएको अराजकताको डिग्री ठूलो हुनु हुँदैन। तर पनि, लोरेन्ट्जको गणना अनुसार, हामी सौर्यमण्डलको अराजक प्रकृतिको बारेमा सोचेर छक्क पर्नु हुँदैन। यति ठूलो संख्यामा स्वतन्त्रताको डिग्री भएको प्रणाली नियमित भएको भए अचम्म लाग्ने थियो।

दस बर्ष पहिले ज्याक लास्कर पेरिस अब्जर्भेटरीबाट, उनले ग्रहहरूको गतिको एक हजार भन्दा बढी कम्प्युटर सिमुलेशनहरू बनाए। तिनीहरूमध्ये प्रत्येकमा, प्रारम्भिक अवस्थाहरू महत्त्वपूर्ण रूपमा भिन्न थिए। मोडलिङले देखाउँछ कि अर्को 40 मिलियन वर्षहरूमा हामीलाई अझ गम्भीर केही हुनेछैन, तर पछि 1-2% केसहरूमा यो हुन सक्छ। सौर प्रणाली को पूर्ण अस्थिरता। हामीसँग यी 40 मिलियन वर्षहरू हाम्रो अधिकारमा मात्र छन् कि केही अप्रत्याशित अतिथि, कारक वा नयाँ तत्व जुन क्षणमा ध्यानमा राखिएको छैन देखा पर्दैन।

उदाहरणका लागि, गणनाहरूले देखाउँछ कि 5 बिलियन वर्ष भित्र बुध (सूर्यबाट पहिलो ग्रह) को कक्षा परिवर्तन हुनेछ, मुख्यतया बृहस्पतिको प्रभावको कारणले। यसले निम्त्याउन सक्छ मंगल वा बुध ग्रहसँग पृथ्वी टक्कर ठ्याक्कै। जब हामी डेटासेटहरू मध्ये एक प्रविष्ट गर्छौं, प्रत्येकमा 1,3 बिलियन वर्ष हुन्छ। बुध सूर्यमा पर्न सक्छ। अर्को सिमुलेशनमा, यो 820 मिलियन वर्ष पछि बाहिर भयो मंगल ग्रहलाई प्रणालीबाट निकालिनेछ, र 40 मिलियन वर्ष पछि आउनेछ बुध र शुक्र को टक्कर.

Lascar र उनको टोली द्वारा हाम्रो प्रणाली को गतिशीलता को एक अध्ययन ले 5 मिलियन वर्ष मा सम्पूर्ण प्रणाली को लागी Lapunov समय (अर्थात, दिइएको प्रक्रिया को अवधि को समयमा सही भविष्यवाणी गर्न सकिन्छ) को अनुमान लगायो।

यो पत्ता लगाउँछ कि ग्रहको प्रारम्भिक स्थिति निर्धारण गर्न मात्र 1 किमी को त्रुटि 1 मिलियन वर्ष मा 95 खगोलीय एकाइमा बढ्न सक्छ। यदि हामीले प्रणालीको प्रारम्भिक डाटालाई मनमानी रूपमा उच्च, तर सीमित शुद्धताको साथ थाहा पाए पनि, हामी कुनै पनि अवधिको लागि यसको व्यवहार भविष्यवाणी गर्न सक्षम हुने छैनौं। प्रणालीको भविष्य प्रकट गर्न, जुन अराजक छ, हामीले असम्भव परिशुद्धताको साथ मौलिक डाटा जान्न आवश्यक छ, जुन असम्भव छ।

यसबाहेक, हामी निश्चित रूपमा थाहा छैन। सौर्यमण्डलको कुल ऊर्जा। तर सापेक्षिक र अधिक सटीक मापन सहित सबै प्रभावहरूलाई ध्यानमा राख्दा पनि, हामी सौर्यमण्डलको अराजक प्रकृतिलाई परिवर्तन गर्दैनौं र कुनै पनि समयमा यसको व्यवहार र अवस्थाको भविष्यवाणी गर्न सक्षम हुने छैनौं।

जे पनि हुन सक्छ

त्यसोभए, सौर्यमण्डल मात्र अराजक छ, यति हो। यस कथनको अर्थ हो कि हामी पृथ्वीको प्रक्षेपण 100 मिलियन वर्ष भन्दा परको भविष्यवाणी गर्न सक्दैनौं। अर्कोतर्फ, सौर्यमण्डल निस्सन्देह यस समयमा संरचनाको रूपमा स्थिर रहन्छ, किनकि ग्रहहरूको मार्गहरू चित्रण गर्ने प्यारामिटरहरूको सानो विचलनले विभिन्न कक्षाहरूमा नेतृत्व गर्दछ, तर नजिकको गुणहरू सहित। त्यसैले अबको अर्बौं वर्षमा यो पतन हुने सम्भावना छैन।

निस्सन्देह, त्यहाँ पहिले नै उल्लेख गरिएको नयाँ तत्वहरू हुन सक्छ जुन माथिको गणनाहरूमा ध्यानमा राखिएको छैन। उदाहरणको लागि, प्रणालीले मिल्की वे ग्यालेक्सीको केन्द्रको वरिपरि परिक्रमा पूरा गर्न 250 मिलियन वर्ष लिन्छ। यो कदमको परिणाम छ। परिवर्तनशील अन्तरिक्ष वातावरणले सूर्य र अन्य वस्तुहरू बीचको नाजुक सन्तुलनमा बाधा पुर्‍याउँछ। यो, निस्सन्देह, भविष्यवाणी गर्न सकिँदैन, तर यो हुन्छ कि यस्तो असंतुलन प्रभाव मा वृद्धि हुन्छ। धूमकेतु गतिविधि। यी वस्तुहरू सामान्य भन्दा धेरै पटक सूर्यतिर उड्छन्। यसले पृथ्वीसँग तिनीहरूको टक्करको जोखिम बढाउँछ।

4 मिलियन वर्ष पछि तारा ग्लीज 710 XNUMX सूर्यबाट १.१ प्रकाश वर्ष हुनेछ, सम्भावित रूपमा वस्तुहरूको कक्षामा बाधा पुर्‍याउँछ ओर्ट क्लाउड र सौर्यमण्डलको भित्री ग्रहहरू मध्ये एकसँग धूमकेतु ठोक्किने सम्भावना बढेको छ।

वैज्ञानिकहरू ऐतिहासिक तथ्याङ्कहरूमा भर पर्छन् र तिनीहरूबाट सांख्यिकीय निष्कर्षहरू कोर्दै भविष्यवाणी गर्छन् कि, सम्भवतः आधा मिलियन वर्षमा उल्का जमिनमा ठोक्दै 1 किमी व्यासमा, ब्रह्माण्डीय प्रकोप निम्त्याउँछ। बदलामा, 100 मिलियन वर्षको परिप्रेक्ष्यमा, एक उल्का पिण्ड 65 मिलियन वर्ष पहिले क्रेटासियस विलुप्त भएको तुलनामा आकारमा घट्ने अपेक्षा गरिएको छ।

500-600 मिलियन वर्ष सम्म, तपाईले सकेसम्म लामो समय पर्खनु पर्छ (फेरि, उपलब्ध डाटा र तथ्याङ्कहरूमा आधारित) फ्ल्यास वा सुपरनोवा हाइपरएनर्जी विस्फोट। यस्तो दूरीमा, किरणहरूले पृथ्वीको ओजोन तहलाई असर गर्न सक्छ र अर्डोभिसियन विलुप्तता जस्तै सामूहिक विलुप्त हुन सक्छ - यदि यो बारेमा मात्र अनुमान सही छ। यद्यपि, उत्सर्जित विकिरण यहाँ कुनै पनि क्षति गर्न सक्षम हुनको लागि पृथ्वीमा ठ्याक्कै निर्देशित हुनुपर्छ।

त्यसोभए हामीले देखेको र हामी बस्ने संसारको पुनरावृत्ति र सानो स्थिरतामा रमाइलो गरौं। गणित, तथ्याङ्क र सम्भाव्यताले उनलाई लामो समयसम्म व्यस्त राख्छ। सौभाग्यवश, यो लामो यात्रा हाम्रो पहुँचभन्दा टाढा छ।