A nostra piccula stabilizazione

U sole nasce sempre à u livante, e stagioni cambianu regularmente, ci sò 365 o 366 ghjorni à l'annu, l'inguerni sò friddi, l'estate sò caldi... Boring. Ma godimu di sta noia ! Prima, ùn durà micca per sempre. Siconda, a nostra pocu stabilizazione hè solu un casu speciale è tempurale in u sistema solare caòticu in tuttu.

U muvimentu di i pianeti, lune è tutti l'altri ughjetti in u sistema solare pare esse ordinatu è prevedibile. Ma s'ellu hè cusì, cumu si spiegà tutti i crateri chì vedemu nantu à a Luna è parechji di i corpi celesti in u nostru sistema? Ci hè ancu assai di elli in a Terra, ma postu chì avemu una atmosfera, è cun ella l'erosione, a vegetazione è l'acqua, ùn vedemu micca a machja di a terra cusì chjaramente cum'è in altri lochi.

Se u sistema sulari era custituitu di punti di materiale idealizati chì operanu solu nantu à i principii newtoniani, allora, sapendu a pusizioni esatta è a velocità di u sole è di tutti i pianeti, pudemu determinà a so situazione in ogni mumentu in u futuru. Sfurtunatamente, a realità differisce da a dinamica pulita di Newton.

farfalla spaziale

U grande prugressu di a scienza naturale principia precisamente cù i tentativi di discrìviri i corpi cosmici. I scuperte decisive chì spieganu e lege di u muvimentu planetariu sò stati fatti da i "babbi fundatori" di l'astronomia muderna, a matematica è a fisica - Copernicu, Galileu, Kepleru i Newton. In ogni casu, ancu s'è a meccanica di dui corpi celesti chì interagiscenu sottu l'influenza di a gravità hè ben cunnisciuta, l'aghjunzione di un terzu ughjettu (u prublema chjamatu trè corpi) complica u prublema finu à u puntu chì ùn pudemu micca risolve analiticamente.

Pudemu predichendu u muvimentu di a Terra, per dì, un miliardi d'anni avanti ? O, in altre parolle: u sistema sulari hè stabile? I scientisti anu pruvatu à risponde à sta quistione per generazioni. I primi risultati anu avutu Petru Simone da Laplace i Ghjiseppu Luigi Lagrange, senza dubbitu suggeriu una risposta pusitiva.

À a fine di u XNUMXesimu seculu, risolve u prublema di a stabilità di u sistema solare era unu di i più grandi sfidi scientifichi. rè di Svezia Oscar II, hà ancu stabilitu un premiu speciale per quellu chì risolve stu prublema. Hè stata ottenuta in u 1887 da u matimàticu francese Henri Poincaré. In ogni casu, a so evidenza chì i metudi di perturbazione ùn pò micca purtà à una risoluzione curretta ùn hè micca cunsideratu cunclusiva.

Hà criatu i fundamenti di a teoria matematica di a stabilità di u muvimentu. Alexander M. Lapunovchì si dumandava quantu rapidamente a distanza trà dui traiettori vicini in un sistema caòticu aumenta cù u tempu. Quandu in a seconda mità di u XXmu seculu. Edward Lorenz, un meteorologu in l'Istitutu di Tecnulugia di Massachusetts, hà custruitu un mudellu simplificatu di u cambiamentu climaticu chì depende solu di dodici fatturi, ùn era micca direttamente ligatu à u muvimentu di i corpi in u sistema solare. In u so documentu di u 1963, Edward Lorentz hà dimustratu chì un picculu cambiamentu in i dati di input provoca un cumpurtamentu completamente diversu di u sistema. Sta pruprietà, più tardi cunnisciuta cum'è "effettu farfalla", hè stata tipica di a maiò parte di i sistemi dinamichi utilizati per mudeli diversi fenomeni in fisica, chimica o biulugia.

A fonte di u caosu in i sistemi dinamichi sò forze di u listessu ordine chì agiscenu nantu à i corpi successivi. U più corpi in u sistema, u più caos. In u Sistema Solare, per via di a sproporzione enormosa in e masse di tutti i cumpunenti cumparatu cù u Sole, l'interazzione di sti cumpunenti cù a stella hè dominante, cusì u gradu di caosu spressu in l'esponenti Lyapunov ùn deve esse grande. Ma dinò, sicondu i calculi di Lorentz, ùn deve micca esse surprised da u pensamentu di a natura caòtica di u sistema sulari. Saria surprisante chì un sistema cù un numeru cusì grande di gradi di libertà era regularmente.

Dece anni fà Jacques Lascar da l'Osservatoriu di Parigi, hà fattu più di mille simulazioni in computer di u muvimentu di u pianeta. In ognuna d'elli, e cundizioni iniziali diffirenu insignificante. U mudellu mostra chì nunda di più seriu ci accadirà in i prossimi 40 milioni d'anni, ma più tardi in 1-2% di i casi pò esse. destabilizazione cumpleta di u sistema sulari. Avemu ancu questi 40 milioni d'anni à a nostra dispusizione solu à a cundizione chì qualchì invitatu inespettatu, fattore o elementu novu chì ùn hè micca cunsideratu à u mumentu ùn appare micca.

I calculi mostranu, per esempiu, chì in 5 miliardi d'anni l'orbita di Mercuriu (u primu pianeta da u Sole) cambierà, soprattuttu per l'influenza di Jupiter. Questu pò purtà à A Terra scontra cù Marte o Mercuriu esattamente. Quandu entremu unu di i datasets, ognunu cuntene 1,3 miliardi d'anni. Mercuriu pò cascà in u sole. In una altra simulazione, hè stata chì dopu à 820 milioni d'anni Mars serà espulsu da u sistema, è dopu à 40 milioni d'anni vi venerà collisione di Mercuriu è Venus.

Un studiu di a dinamica di u nostru Sistema da Lascar è a so squadra hà stimatu u tempu di Lapunov (vale à dì, u periodu durante u quale u cursu di un prucessu determinatu pò esse preditu cù precisione) per tuttu u Sistema à 5 milioni d'anni.

Risulta chì un errore di solu 1 km in a determinazione di a pusizione iniziale di u pianeta pò cresce à 1 unità astronomica in 95 milioni d'anni. Ancu s'è no sapemu i dati iniziali di u Sistema cù una precisione arbitrariamente alta, ma finita, ùn sariamu micca capaci di predichendu u so cumpurtamentu per ogni periodu di tempu. Per revelà u futuru di u Sistema, chì hè caòticu, avemu bisognu di cunnosce i dati originali cù una precisione infinita, chì hè impussibile.

Inoltre, ùn sapemu micca sicuru. energia tutale di u sistema sulari. Ma ancu piglià in contu tutti l'effetti, cumpresi e misurazioni relativistichi è più precise, ùn cambiamu micca a natura caòtica di u sistema sulari è ùn saria micca capaci di predichendu u so cumpurtamentu è u statu in ogni mumentu.

Tuttu pò succede

Allora, u sistema solare hè solu caòticu, questu hè tuttu. Sta dichjarazione significa chì ùn pudemu micca predichendu a traiettoria di a Terra oltre, per dì, 100 milioni d'anni. Per d 'altra banda, u sistema sulari ferma senza dubbitu stabile cum'è una struttura à u mumentu, postu chì picculi deviazioni di i paràmetri chì caratterizzanu i camini di i pianeti portanu à diverse orbite, ma cù proprietà vicinu. Dunque, hè improbabile ch'ella colapsà in i prossimi miliardi d'anni.

Di sicuru, ci ponu esse digià citati novi elementi chì ùn sò micca pigliatu in contu in i calculi sopra. Per esempiu, u sistema pigghia 250 milioni d'anni per compie una orbita intornu à u centru di a galaxia Via Lattea. Sta mossa hà cunsequenze. L'ambiente spaziale cambiante disturba l'equilibriu dilicatu trà u sole è l'altri oggetti. Questu, sicuru, ùn pò micca esse previstu, ma succede chì un tali sbilanciamentu porta à un aumentu di l'effettu. attività di cometa. Questi ogetti volanu versu u sole più spessu di u solitu. Questu aumenta u risicu di a so collisione cù a Terra.

Star dopu 4 milioni d'anni Gliese 710 sarà à 1,1 anni luce da u sole, putenzialmente disturbendu l'orbite di l'uggetti in Oort Cloud è aumentendu a probabilità di una cometa collisione cù unu di i pianeti interni di u sistema sulari.

I scientisti s'appoghjanu nantu à e dati storichi è, trascendu cunclusioni statistiche da elli, predicanu chì, probabilmente in mezzo milione d'anni meteoru chì chjappà in terra 1 km di diàmitru, pruvucannu una catastrofa cosmica. À u turnu, in a perspettiva di 100 milioni d'anni, un meteorite hè previstu di falà in dimensioni paragunabili à quellu chì hà causatu l'estinzione di u Cretaceu 65 milioni d'anni fà.

Finu à 500-600 milioni d'anni, duvete aspittà u più longu pussibule (di novu, basatu nantu à e dati è statistiche dispunibili) lampu o esplosione di supernova di iperenergia. À una tale distanza, i raghji puderanu impactà a capa d'ozone di a Terra è causanu una extinzione di massa simile à l'estinzione di l'Ordovician - se solu l'ipotesi nantu à questu hè curretta. In ogni casu, a radiazione emessa deve esse diretta precisamente à a Terra per pudè causà qualsiasi danni quì.

Allora rallegremu in a ripetizione è a piccula stabilizazione di u mondu chì vedemu è in quale campemu. A matematica, e statistiche è a probabilità u mantenenu occupatu à longu andà. Fortunatamente, stu longu viaghju hè assai fora di a nostra portata.