علماء يكتشفون دليلا على استقرار النظام الشمسي للمائة ألف عام القادمة
قدم فريق من العلماء إثباتا تحليليا بمساعدة حسابات الكمبيوتر للاستقرار الديناميكي للنظام الشمسي الرئيسي، على مدار المائة ألف عام القادمة.
وفي الدراسة، اكتشف عالما الرياضيات أنجيل زيفكوف وإيفايلو تانشيف من جامعة صوفيا في بلغاريا دليلا على استقرار النظام الشمسي خلال المائة ألف عام القادمة، بما في ذلك الكواكب الثمانية وبلوتو (الذي يثير تصنيفه ككوكب جدلا واسعا ولم يحسم العلماء قرارهم بشأنه حتى الآن).
وتظهر الحسابات الجديدة، التي لم تتم مراجعتها بعد، أن مدارات هذه الأجسام لن تتغير بشكل كبير خلال ذلك الوقت (100 ألف عام).
وقد يبدو ذلك غريبا، حيث يشهد النظام الشمسي هذه المدارات منذ 4.5 مليار سنة أو نحو ذلك بالفعل. ولكن في الواقع، ليس من السهل وضع النماذج والتنبؤ بما ستستمر في فعله في المستقبل.
وأجريت دراسات لمحاولة حساب مستقبل النظام الشمسي، باستخدام الحوسبة المتقدمة لنمذجة حركات الكواكب على مدى ملايين أو مليارات السنين.
ومع ذلك، من أجل تغطية مثل هذه النطاقات الزمنية الطويلة، فإنهم يستبعدون بعض التفاصيل الدقيقة.
وعلى الرغم من أن عمل زيفكوف وتانشيف يغطي فترة زمنية أقصر بكثير من الجهود الأخرى، إلا أنه يزيد من موثوقية النتائج، كما يقولان.
وهذا لأنه يفسر الانحرافات في الظروف الأولية، مثل الانحرافات المدارية وميل الكواكب، وكذلك كتل جميع الأجسام في النظام.
والمصير النهائي للنظام الشمسي هو الذي حير العلماء لفترة طويلة جدا. وكان إسحاق نيوتن هو من اقترح أن التفاعلات المتبادلة بين الكواكب ستدفع في النهاية النظام الشمسي إلى حالة من الفوضى.
وكان الاستقرار الديناميكي طويل الأمد لنظام الكواكب في النظام ىالشمسي أمرا محيرا للعلماء منذ وقت طويل.
وذلك لأنه كلما زاد عدد الأجسام الموجودة في نظام ديناميكي، أصبح من الصعب التنبؤ بكيفية تصرفها، بينما جسمان محبوسان في مدار متبادل، من السهل نسبيا وصفهما والتنبؤ بهما رياضيا.
ومع ذلك، كلما زاد عدد الأجسام التي تضيفها، أصبحت الرياضيات أكثر تعقيدا. ذلك لأن الأجسام تبدأ في اضطراب مدارات بعضها البعض، ما يضيف عنصرا من الفوضى إلى النظام. يُعرف هذا بمشكلة الجسم N.
ويمكن استخلاص الحلول لحالات فردية محددة، ولكن لا توجد صيغة واحدة تصف أي وجميع تفاعلات الجسم N.
والنظام الشمسي معقد للغاية بالفعل، حيث لا يحتوي فقط على ثمانية كواكب والشمس، ولكن الكويكبات والكواكب القزمة وغيرها من الكواكب الأخرى والكتل التي تنجرف حولها.
وربما يمكننا غالبا استبعاد الأشياء الصغيرة حقا، مثل الكويكبات، ولكن مع ذلك، فإن هذا يترك الكثير من الأجسام المتبقية في النظام.
وطور زيفكوف وتانشيف طريقة عددية تترجم العناصر المدارية للكواكب (وبلوتو) إلى 54 معادلة تفاضلية عادية من الدرجة الأولى. ووقع تشغيل رمز الكمبيوتر على جهاز كمبيوتر سطح المكتب، ثم قاموا بإجراء العمليات الحسابية نحو 6290000 مرة، مع احتساب كل خطوة في الطريقة العددية لمدة ستة أيام تقريبا.
وتشير الحسابات إلى أن "تكوين القطع الناقص المتذبذب التي تتحرك عليها الكواكب حول الشمس سيظل ثابتا على الأقل 100 ألف سنة، بمعنى أن المحور شبه الرئيسي لكل كوكب يختلف في حدود أو أقل من 1%"، بحسب العلماء.
وبعبارة أخرى، حتى عندما وقع تغيير الظروف والكتل الأولية، ظل النظام الشمسي مستقرا وفقا لحسابات الفريق، ويقترح العلماء أنه قد يتم الحفاظ على الاستقرار في النهاية لمليون أو حتى مليار سنة، على الرغم من الحاجة إلى جهاز كمبيوتر أكثر قوة لإجراء الحسابات.
وجدت عمليات المحاكاة السابقة أن الأمر سيستغرق نحو 100 مليار سنة حتى يتفكك النظام الشمسي وينتشر عبر مجرة درب التبانة.
وبحلول ذلك الوقت، ستكون الشمس ميتة بالفعل، وتعيش نهاية حياتها كقزم أبيض.
المصدر: ساينس ألرت
