Хорошие новости! Солнечная система пока еще сохранит свою целостность

Если вы лежали ночью в постели и боялись, что планеты Солнечной системы разлетятся рикошетом по всей галактике, можете успокоиться.

Согласно новым расчетам, у нас есть по крайней мере 100 000 лет, прежде чем это произойдет.

В новом исследовании математики Ангел Живков и Ивайло Тунчев из Софийского университета в Болгарии аналитически доказывают стабильность Солнечной системы в течение следующих 100 тысячелетий, включая все восемь планет и Плутон.

Их расчеты, еще не прошедшие рецензирование, показывают, что орбиты этих тел не будут существенно меняться в течение этого времени.

Это может показаться странным; в конце концов, Солнечная система существует уже 4,5 миллиарда лет или около того. Но на самом деле не так-то просто смоделировать и предсказать, что она будет делать в будущем.

Конечно, проводились исследования, чтобы попытаться рассчитать будущее Солнечной системы, используя передовые вычисления для моделирования движения планет в течение миллионов или миллиардов лет.

Однако для того, чтобы охватить столь длительные временные рамки, они упускают некоторые более тонкие детали. 

Хотя работа Живкова и Тунчева охватывает гораздо меньший период времени, чем другие работы, это повышает надежность результатов, говорят они.

Это объясняется тем, что она учитывает отклонения в начальных условиях, таких как эксцентриситеты и наклоны орбит планет, а также массы всех тел в системе.

Конечная судьба Солнечной системы - это вопрос, который очень долгое время озадачивал ученых. Именно Исаак Ньютон предположил, что взаимные взаимодействия между планетами в конечном итоге приведут Солнечную систему к хаосу. С тех пор динамическая стабильность нашей родной планетарной системы на протяжении длительного времени служит мукой для мозговой мельницы.

Это потому, что чем больше тел в динамической системе, тем сложнее предсказать их поведение. Два тела, запертые на взаимной орбите, относительно просты для математического описания и предсказания.

Однако чем больше тел вы добавляете, тем сложнее становится математика. Это происходит потому, что тела начинают возмущать орбиты друг друга, добавляя элемент хаоса в систему. Это известно как проблема N тел.

Решения могут быть получены для конкретных частных случаев, но не существует единой формулы, которая описывала бы все взаимодействия N-тел. А Солнечная система действительно очень сложна, в ней не только восемь планет и Солнце, но и астероиды, карликовые планеты и другие частицы, дрейфующие вокруг.

Мы, вероятно, можем в основном отбросить действительно мелкие объекты, такие как астероиды, но даже в этом случае в системе остается много тел.

Живков и Тунчев разработали численный метод, который переводит элементы орбит планет (и Плутона) в 54 обыкновенных дифференциальных уравнения первого порядка. Компьютерный код, запущенный на настольном компьютере, выполнил вычисления за 6 290 000 шагов, каждый из которых длился около шести дней.

Расчеты показывают, что "конфигурация оскулирующих эллипсов, по которым планеты движутся вокруг Солнца, будет оставаться стабильной по крайней мере 100 000 лет в том смысле, что полубольшая ось каждой планеты изменяется в пределах или менее одного процента", - пишут исследователи.

Другими словами, Солнечная система пока не собирается подражать галактическому бильярду.

Даже при изменении начальных условий и масс Солнечная система оставалась стабильной по расчетам команды, и исследователи предполагают, что в конечном итоге стабильность может сохраняться в течение миллиона или даже миллиарда лет, хотя для расчетов потребуется более мощный компьютер.  

Предыдущее моделирование показало, что потребуется около 100 миллиардов лет, чтобы Солнечная система распалась и рассеялась по Млечному Пути.

К тому времени Солнце будет уже мертво и будет жить своей загробной жизнью в виде белого карлика, поэтому человечество вряд ли сможет увидеть это, если только нам не удастся найти безопасную гавань где-то еще, далеко-далеко. Вероятность этого, однако, сомнительна.