आमचे थोडे स्थिरीकरण
सूर्य नेहमी पूर्वेला उगवतो, ऋतू नियमितपणे बदलतात, वर्षातून ३६५ किंवा ३६६ दिवस असतात, हिवाळा थंड असतो, उन्हाळा उबदार असतो… कंटाळवाणा. पण या कंटाळ्याचा आनंद घेऊया! प्रथम, ते कायमचे राहणार नाही. दुसरे म्हणजे, एकूणच गोंधळलेल्या सौरमालेतील आपले थोडे स्थिरीकरण हे केवळ एक विशेष आणि तात्पुरते प्रकरण आहे.
सूर्यमालेतील ग्रह, चंद्र आणि इतर सर्व वस्तूंची हालचाल व्यवस्थित आणि अंदाज करण्यायोग्य दिसते. परंतु तसे असल्यास, आपण चंद्रावर पाहत असलेले सर्व विवर आणि आपल्या प्रणालीतील अनेक खगोलीय पिंडांचे स्पष्टीकरण कसे कराल? पृथ्वीवरही ते पुष्कळ आहेत, परंतु आपल्याकडे वातावरण असल्याने आणि त्यासोबत धूप, वनस्पती आणि पाणी असल्याने, इतर ठिकाणांप्रमाणे आपल्याला पृथ्वीची झाडी स्पष्टपणे दिसत नाही.
जर सूर्यमालेमध्ये केवळ न्यूटोनियन तत्त्वांवर चालणारे आदर्श भौतिक बिंदू असतील तर, सूर्य आणि सर्व ग्रहांची अचूक स्थाने आणि वेग जाणून घेतल्यास, आम्ही भविष्यात कधीही त्यांचे स्थान निश्चित करू शकतो. दुर्दैवाने, वास्तव न्यूटनच्या नीट गतीशीलतेपेक्षा वेगळे आहे.
स्पेस फुलपाखरू
नैसर्गिक विज्ञानाच्या महान प्रगतीची सुरुवात वैश्विक शरीरांचे वर्णन करण्याच्या प्रयत्नातून झाली. ग्रहांच्या गतीचे नियम स्पष्ट करणारे निर्णायक शोध आधुनिक खगोलशास्त्र, गणित आणि भौतिकशास्त्राच्या "संस्थापकांनी" लावले होते - कोपर्निकस, गॅलिलिओ, केपलर i न्यूटन. तथापि, गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली परस्परसंवाद करणार्‍या दोन खगोलीय पिंडांचे यांत्रिकी सर्वज्ञात असले तरी, तिसरी वस्तू (तथाकथित थ्री-बॉडी प्रॉब्लेम) जोडल्याने समस्या इतकी गुंतागुंतीची होते की आपण त्याचे विश्लेषणात्मक निराकरण करू शकत नाही.
आपण पृथ्वीच्या गतीचा अंदाज लावू शकतो, म्हणा, एक अब्ज वर्षे पुढे? किंवा, दुसऱ्या शब्दांत: सौर यंत्रणा स्थिर आहे का? शास्त्रज्ञांनी पिढ्यानपिढ्या या प्रश्नाचे उत्तर देण्याचा प्रयत्न केला आहे. पहिला निकाल त्यांना मिळाला पासून पीटर सायमन लाप्लेस i जोसेफ लुईस Lagrange, निःसंशयपणे सकारात्मक उत्तर सुचवले.
XNUMXव्या शतकाच्या शेवटी, सौर यंत्रणेच्या स्थिरतेची समस्या सोडवणे हे सर्वात मोठे वैज्ञानिक आव्हान होते. स्वीडनचा राजा ऑस्कर II, त्याने या समस्येचे निराकरण करणाऱ्यासाठी एक विशेष पुरस्कार देखील स्थापित केला. हे 1887 मध्ये फ्रेंच गणितज्ञांनी मिळवले होते हेन्री पॉईनकेअर. तथापि, गोंधळाच्या पद्धतींमुळे योग्य निराकरण होऊ शकत नाही याचा पुरावा निर्णायक मानला जात नाही.
त्याने गती स्थिरतेच्या गणिती सिद्धांताचा पाया तयार केला. अलेक्झांडर एम. लापुनोव्हज्यांना आश्चर्य वाटले की गोंधळलेल्या प्रणालीमध्ये दोन जवळच्या मार्गांमधील अंतर वेळेनुसार किती लवकर वाढते. जेव्हा विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात. एडवर्ड लॉरेन्झ, मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या हवामानशास्त्रज्ञाने, हवामान बदलाचे एक सरलीकृत मॉडेल तयार केले जे केवळ बारा घटकांवर अवलंबून असते, ते थेट सौर यंत्रणेतील शरीराच्या हालचालीशी संबंधित नव्हते. त्याच्या 1963 च्या पेपरमध्ये, एडवर्ड लॉरेंट्झने दाखवले की इनपुट डेटामधील एक लहान बदल प्रणालीच्या पूर्णपणे भिन्न वर्तनास कारणीभूत ठरतो. हा गुणधर्म, ज्याला नंतर "बटरफ्लाय इफेक्ट" म्हणून ओळखले जाते, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र किंवा जीवशास्त्रातील विविध घटनांचे मॉडेल करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या बर्‍याच गतिशील प्रणालींमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण असल्याचे दिसून आले.
डायनॅमिकल सिस्टीममधील अराजकतेचा स्त्रोत हा क्रमिक शरीरांवर कार्य करणार्‍या समान क्रमाची शक्ती आहे. व्यवस्थेत जितके अधिक शरीरे तितकी अराजकता. सूर्यमालेत, सूर्याच्या तुलनेत सर्व घटकांच्या वस्तुमानांमध्ये प्रचंड असमानतेमुळे, या घटकांचा ताऱ्याशी परस्परसंवाद प्रबळ असतो, म्हणून ल्यापुनोव्ह घातांकांमध्ये व्यक्त केलेल्या अराजकतेचे प्रमाण मोठे नसावे. परंतु, लॉरेन्ट्झच्या गणनेनुसार, आपल्याला सौर यंत्रणेच्या गोंधळलेल्या स्वरूपाचा विचार करून आश्चर्य वाटू नये. एवढ्या मोठ्या प्रमाणात स्वातंत्र्याची डिग्री असलेली यंत्रणा नियमित असेल तरच नवल.
दहा वर्षा पूर्वी जॅक लास्कर पॅरिस वेधशाळेतून, त्याने ग्रहांच्या गतीचे एक हजाराहून अधिक संगणक सिम्युलेशन केले. त्या प्रत्येकामध्ये, सुरुवातीच्या परिस्थितीमध्ये फारसा फरक नव्हता. मॉडेलिंग दर्शविते की पुढील 40 दशलक्ष वर्षांमध्ये आपल्यासाठी आणखी गंभीर काहीही होणार नाही, परंतु नंतर 1-2% प्रकरणांमध्ये असे होऊ शकते सौर यंत्रणेचे संपूर्ण अस्थिरीकरण. आमच्याकडे ही 40 दशलक्ष वर्षे आहेत फक्त या अटीवर की काही अनपेक्षित पाहुणे दिसणार नाहीत, एक घटक किंवा नवीन घटक जो या क्षणी विचारात घेतला जात नाही.
गणना दर्शवते, उदाहरणार्थ, 5 अब्ज वर्षांच्या आत बुध (सूर्यापासूनचा पहिला ग्रह) ची कक्षा बदलेल, मुख्यतः गुरूच्या प्रभावामुळे. हे होऊ शकते मंगळ किंवा बुधाशी पृथ्वीची टक्कर नक्की. जेव्हा आपण डेटासेटपैकी एक प्रविष्ट करतो, तेव्हा प्रत्येकामध्ये 1,3 अब्ज वर्षे असतात. बुध सूर्यामध्ये येऊ शकतो. दुसर्या सिम्युलेशनमध्ये, असे दिसून आले की 820 दशलक्ष वर्षांनंतर मंगळ प्रणालीतून बाहेर काढले जाईल, आणि 40 दशलक्ष वर्षांनंतर येईल बुध आणि शुक्राची टक्कर.
लास्कर आणि त्यांच्या टीमने आमच्या प्रणालीच्या गतिशीलतेचा अभ्यास करून संपूर्ण प्रणालीसाठी लॅपुनोव्ह वेळेचा (म्हणजेच, दिलेल्या प्रक्रियेचा अचूक अंदाज लावता येणारा कालावधी) 5 दशलक्ष वर्षांचा अंदाज लावला.
असे दिसून आले की ग्रहाची प्रारंभिक स्थिती निर्धारित करण्यात केवळ 1 किमीची त्रुटी 1 दशलक्ष वर्षांत 95 खगोलशास्त्रीय युनिटपर्यंत वाढू शकते. जरी आम्हाला प्रणालीचा प्रारंभिक डेटा अनियंत्रितपणे उच्च, परंतु मर्यादित अचूकतेसह माहित असला तरीही, आम्ही कोणत्याही कालावधीसाठी त्याच्या वर्तनाचा अंदाज लावू शकणार नाही. अव्यवस्थित असलेल्या प्रणालीचे भविष्य उघड करण्यासाठी, आम्हाला असीम अचूकतेसह मूळ डेटा माहित असणे आवश्यक आहे, जे अशक्य आहे.
शिवाय, आम्हाला निश्चितपणे माहित नाही. सौर यंत्रणेची एकूण ऊर्जा. परंतु सापेक्षतावादी आणि अधिक अचूक मोजमापांसह सर्व परिणाम विचारात घेऊनही, आम्ही सौर यंत्रणेचे गोंधळलेले स्वरूप बदलणार नाही आणि कोणत्याही वेळी त्याच्या वर्तनाचा आणि स्थितीचा अंदाज लावू शकणार नाही.
काहीही होऊ शकते
तर, सौर यंत्रणा अस्ताव्यस्त आहे, एवढेच. या विधानाचा अर्थ असा आहे की आपण 100 दशलक्ष वर्षांच्या पुढे पृथ्वीच्या प्रक्षेपणाचा अंदाज लावू शकत नाही. दुसरीकडे, सौर यंत्रणा या क्षणी एक संरचना म्हणून निःसंशयपणे स्थिर आहे, कारण ग्रहांच्या मार्गांचे वैशिष्ट्य असलेल्या पॅरामीटर्सचे लहान विचलन वेगवेगळ्या कक्षाकडे नेत आहेत, परंतु जवळच्या गुणधर्मांसह. त्यामुळे पुढील अब्जावधी वर्षांत तो कोसळण्याची शक्यता नाही.
अर्थात, आधीच नमूद केलेले नवीन घटक असू शकतात जे वरील गणनेमध्ये विचारात घेतलेले नाहीत. उदाहरणार्थ, आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती एक परिक्रमा पूर्ण करण्यासाठी प्रणालीला 250 दशलक्ष वर्षे लागतात. या हालचालीचे परिणाम आहेत. बदलत्या अवकाशातील वातावरणामुळे सूर्य आणि इतर वस्तूंमधील नाजूक संतुलन बिघडते. हे अर्थातच सांगता येत नाही, परंतु असे घडते की अशा असमतोल परिणामात वाढ होते. धूमकेतू क्रियाकलाप. या वस्तू सूर्याकडे नेहमीपेक्षा जास्त वेळा उडतात. त्यामुळे त्यांची पृथ्वीशी टक्कर होण्याचा धोका वाढतो.
4 दशलक्ष वर्षांनंतर तारा ग्लाइझ 710 सूर्यापासून 1,1 प्रकाशवर्षे असेल, संभाव्यत: वस्तूंच्या कक्षेत व्यत्यय आणेल ऊर्ट मेघ आणि धूमकेतू सूर्यमालेच्या अंतर्गत ग्रहांपैकी एकाशी टक्कर होण्याची शक्यता वाढते.
शास्त्रज्ञ ऐतिहासिक डेटावर अवलंबून असतात आणि त्यांच्याकडून सांख्यिकीय निष्कर्ष काढतात, असा अंदाज वर्तवतात की, कदाचित अर्धा दशलक्ष वर्षांत उल्का जमिनीवर आदळत आहे 1 किमी व्यासाचा, ज्यामुळे वैश्विक आपत्ती निर्माण होते. या बदल्यात, 100 दशलक्ष वर्षांच्या दृष्टीकोनातून, 65 दशलक्ष वर्षांपूर्वी क्रेटासियस नामशेष झालेल्या उल्काच्या तुलनेत आकारमानात घट होणे अपेक्षित आहे.
500-600 दशलक्ष वर्षांपर्यंत, तुम्हाला शक्य तितकी प्रतीक्षा करावी लागेल (पुन्हा, उपलब्ध डेटा आणि आकडेवारीवर आधारित) फ्लॅश किंवा सुपरनोव्हा हायपरएनर्जी स्फोट. या अंतरावर, किरणांचा पृथ्वीच्या ओझोन थरावर परिणाम होऊ शकतो आणि ऑर्डोव्हिशियन विलुप्त होण्यासारखेच वस्तुमान विलोपन होऊ शकते - जर याबद्दलची केवळ गृहितक बरोबर असेल. तथापि, उत्सर्जित रेडिएशन पृथ्वीवर अचूकपणे निर्देशित केले जाणे आवश्यक आहे जेणेकरून येथे कोणतेही नुकसान होऊ शकेल.
म्हणून आपण पाहत असलेल्या आणि ज्या जगामध्ये आपण राहतो त्या जगाच्या पुनरावृत्ती आणि लहान स्थिरतेचा आनंद घेऊ या. गणित, आकडेवारी आणि संभाव्यता त्याला दीर्घकाळ व्यस्त ठेवतात. सुदैवाने हा लांबचा प्रवास आपल्या आवाक्याबाहेरचा आहे.
