지구는 아마도 존재하지 않아야 할 것입니다. 태양계 내행성(수성, 금성, 지구, 화성)의 궤도가 혼란스러워 연구자들은 이 내행성들이 지금쯤 서로 충돌했을 것이라고 믿고 있기 때문이다. 그러나 이것은 일어나지 않았습니다.
저널에 3월 일 발표된 새로운 연구 물리적 검토 X, 마침내 이유를 설명할 수 있습니다.
행성 운동의 패턴을 깊이 탐구한 과학자들은 내부 행성의 운동이 시스템의 혼돈을 억제하는 밧줄 역할을 하는 특정 매개변수에 의해 제한된다는 사실을 발견했습니다. 우리 태양계의 명백한 조화에 대한 수학적 설명을 제공하는 것 외에도 새로운 연구 결과는 과학자들이 다른 별을 공전하는 외계 행성의 궤적을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
행성들은 서로에게 지속적으로 상호 중력을 가하고 있으며, 이 작은 잡아당김은 행성의 궤도를 지속적으로 미묘하게 조정하고 있습니다. 훨씬 더 큰 외부 행성은 작은 충격에 더 강하므로 상대적으로 안정적인 궤도를 유지합니다.
그러나 행성의 내부 궤적 문제는 정확한 해결책을 찾기에는 여전히 너무 복잡합니다. 19세기 말 수학자 앙리 푸앵카레(Henri Poincaré)는 "체 문제"라고도 알려진 개 이상의 상호 작용하는 물체의 운동을 설명하는 방정식을 푸는 것이 수학적으로 불가능하다는 것을 증명했습니다. 결과적으로 행성의 초기 위치와 속도에 대한 세부 사항의 불확실성은 시간이 지남에 따라 증가합니다. 즉, 수성, 금성, 화성 및 지구 사이의 거리가 가장 작은 두 가지 시나리오를 취할 수 있으며 그중 하나에서는 행성이 서로 충돌하고 다른 하나에서는 서로 다른 방향으로 분기됩니다.
초기 조건이 거의 동일한 두 궤적이 일정량 어긋나는 시간을 혼돈계의 랴푸노프 시간이라고 합니다. 1989년 국립 과학 연구 센터와 파리 천문대의 천문학자이자 과학 책임자이자 새 연구의 공동 저자인 Jacques Lascard는 내부 태양계 행성의 궤도에 대한 특징적인 Lyapunov 시간을 다음과 같이 추정했습니다. 불과 5백만년.
Lascar는 Live Science에 "본질적으로 천만년마다 한 자릿수를 잃는다는 것을 의미합니다."라고 말했습니다. 예를 들어, 행성 위치의 초기 불확실성이 10미터라면 천만년 후에 이 불확실성은 15미터가 될 것입니다. 10억년 후 또 다른 150자리 숫자가 손실되어 지구와 태양 사이의 거리에 해당하는 100억 9천만 킬로미터의 불확실성을 제공합니다. "기본적으로, 당신은 행성이 어디에 있는지 전혀 모릅니다."라고 Lascar는 말했습니다.
100억년이 긴 시간처럼 보일 수 있지만, 태양계 자체는 4,5억년 이상 존재했으며 행성 충돌이나 이 모든 혼란스러운 운동에서 행성이 방출되는 것과 같은 사건의 부족은 오랫동안 당황했습니다. 과학자들.
그런 다음 Laskar는 한 순간에서 다음 순간으로 이동하면서 다음 5억 년 동안 행성의 내부 궤적을 시뮬레이션함으로써 다른 방식으로 문제를 살펴보았습니다. 그는 행성이 충돌할 확률이 1%에 불과하다는 것을 발견했습니다. 같은 접근 방식을 사용하여 그는 행성이 충돌하는 데 평균 약 30억 년이 걸릴 것이라고 계산했습니다.
Lascar와 그의 동료들은 수학에 대해 더 깊이 파고들어 "행성의 혼란스러운 방황에 대한 실질적인 장벽"을 만드는 중력 상호작용에서 "대칭" 또는 "보존적인 양"을 처음으로 발견했다고 Lascar는 말했습니다.
이러한 출현량은 거의 일정하게 유지되고 특정한 혼란스러운 움직임을 억제하지만 완전히 방지하지는 않습니다. 마치 디너 플레이트의 가장자리가 올라가면 속도가 느려지지만 음식이 접시에서 떨어지는 것을 완전히 막지는 못하는 것과 같습니다. 우리는 태양계의 겉보기 안정성에 대해 이러한 양을 빚지고 있습니다.
연구에 참여하지 않은 애리조나 대학의 행성 과학 교수인 Renu Malhotra는 연구에서 발견된 메커니즘이 얼마나 미묘한지 강조했습니다. Malhotra는 Live Science에 "우리 태양계에 있는 행성의 궤도가 예외적으로 약한 혼돈을 보인다"는 것이 흥미롭다고 말했습니다.
다른 작업에서 Lascar와 그의 동료들은 태양계의 행성 수가 지금 우리가 관찰하는 것과 다른지 여부에 대한 단서를 찾고 있습니다. 오늘날 모든 명백한 안정성에도 불구하고 생명체가 나타나기 전 수십억 년 동안 이것이 항상 그랬는지에 대한 질문은 여전히 열려 있습니다.
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