地球はおそらく存在しないはずです。 これは、太陽系の内惑星（水星、金星、地球、火星）の軌道が混沌としており、研究者らはこれらの内惑星は今頃すでに互いに衝突しているはずだと考えているためだ。 しかし、そんなことは起こらなかった。
新しい研究は3月日にジャーナルに掲載された フィジカルレビューX、ついにその理由が説明されるかもしれません。
科学者たちは惑星の運動パターンを深く調査した結果、内惑星の運動は、システムの混乱を抑制するつなぎ目の役割を果たしている特定のパラメーターによって制限されていることを発見しました。 新しい研究の結果は、太陽系の見かけの調和を数学的に説明するだけでなく、科学者が他の恒星を周回する系外惑星の軌道を理解するのに役立つ可能性がある。
惑星は常に相互に引力を及ぼし合っており、これらの小さな牽引力が惑星の軌道を常に微妙に調整しています。 外惑星ははるかに大きいため、小さな衝撃に対してより耐性があり、そのため比較的安定した軌道を維持します。
しかし、惑星の内部軌道の問題は依然として複雑すぎて、正確な解決策は得られません。 19 世紀末、数学者アンリ ポアンカレは、「三体問題」としても知られる、相互作用する つ以上の物体の運動を記述する方程式を解くことが数学的に不可能であることを証明しました。 その結果、惑星の初期位置と速度の詳細における不確実性は時間の経過とともに増加します。 言い換えれば、水星、金星、火星、地球の間の距離がわずかに異なっていて、一方では惑星が互いに衝突し、もう一方では異なる方向に発散するという つのシナリオを考えることができます。
初期条件がほぼ同一である 1989 つの軌道が一定量だけ発散する時間をカオス系のリアプノフ時間と呼びます。 5年、天文学者で国立科学研究センターとパリ天文台の科学責任者であり、新しい研究の共著者であるジャック・ラスカールは、太陽系内部の惑星の軌道の特徴的なリアプノフ時間は次のように推定した。わずか万年。
「本質的に、それは10万年ごとに15桁を失うことを意味します」とラスカー氏はLive Scienceに語った。 したがって、たとえば、惑星の位置の初期の不確実性が 10 メートルである場合、150 万年後にはこの不確実性は 100 メートルになります。 9 億年後にはさらに 150 桁が失われ、地球と太陽の間の距離に相当する 億 万キロメートルの不確実性が生じます。 「基本的に、惑星がどこにあるのか全く分かりません」とラスカー氏は言う。
100億年というと長いように思えるかもしれないが、太陽系自体は4,5億年以上前から存在しており、惑星の衝突やこの混沌とした運動からの惑星の放出などの出来事が起こらないことは長い間困惑してきた。科学者たち。
その後、ラスカーはこの問題を別の方法で検討しました。それは、次の 5 億年間にわたる惑星の内部軌道を、ある瞬間から次の瞬間に移動しながらシミュレーションすることです。 彼は、惑星が衝突する確率はわずか 1% であることを発見しました。 同じアプローチを使用して、彼は惑星が衝突するまでに平均約 30 億年かかると計算しました。
ラスカー氏らは数学をさらに深く掘り下げ、「惑星の混沌とした放浪に対する実用的な障壁」を生み出す重力相互作用の「対称性」または「保存量」を初めて発見したとラスカー氏は述べた。
これらの出現量はほぼ一定のままで、特定の混沌とした動きを抑制しますが、ディナー皿の盛り上がった端の速度が遅くなりますが、皿から食べ物が落ちるのを完全に防ぐことはできないのと同じように、それらを完全に防ぐことはできません。 私たちの太陽系が明らかに安定しているのは、これらの量のおかげです。
この研究には関与していないアリゾナ大学の惑星科学教授レヌ・マルホトラ氏は、この研究で見つかったメカニズムがいかに微妙であるかを強調した。 マルホトラ氏は Live Science に対し、「太陽系の惑星の軌道が非常に弱いカオスを示している」ことは興味深いと語った。
他の研究では、ラスカーと彼の同僚は、太陽系の惑星の数が現在私たちが観察しているものと異なっていたかどうかについての手がかりを探しています。 今日では一見安定しているように見えますが、生命が出現する前の数十億年間、常にこれが当てはまるかどうかという疑問は未解決のままです。
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