يقول عالم الفلك الفرنسي إن المدارات الكوكبية لنظامنا الشمسي فوضوية في نهاية المطاف

على الرغم من أن المصطلح نفسه يستحضر على الفور نوعًا من الكيمياء في قلب أفضل خيال خيال علمي ، فإن الميكانيكا السماوية —- المكسرات والمسامير العددية لكيفية تحرك أجسام الكواكب ودورانها ودورانها عبر الزمن الكوني- قديمة قدم علم الفلك نفسه .

في الواقع ، فإن الميكانيكا السماوية هي دراسة الحركة السماوية. الكواكب والأجسام الصغيرة. أخبرني جاك لاسكار ، عالم الفلك في مرصد باريس ، مؤخرًا أن مداراتها ودورانها وميلها وتطورها عبر الزمن. وقد بدأ بشكل أساسي مع أواخر 17 إسحاق نيوتنذ يقول قوانين القرن للحركة.

يستخدم لاسكار كلاً من البيانات التاريخية والحالية للتنبؤ بحركة الأجسام الكوكبية داخل نظامنا الشمسي. ومع ذلك ، مع تكنولوجيا الحوسبة الحالية ، يمكن أن تكون الميكانيكا السماوية مبتكرة وواضحة.

وهكذا ، في إحدى الأمسيات الأخيرة من أيام الأسبوع في باريس ، وجدت لاسكار في مكتبه بالطابق الخامس بعد الساعة الخامسة مساءً يتحدث عن بُعد مع زميل عبر الكمبيوتر في مكتب مليء بالمراجع والمجلات وحتى مجموعة من الأعمال الأصلية متعددة الأجزاء للمشهور عالم الفلك والميكانيكي السماوي الفرنسي Urbain le Verrier.

قال لاسكار: “عندما بدأت في الميكانيكا السماوية ، كان يُنظر إليه حقًا على أنه موضوع مليء بالغبار”. “لكنني كنت منبهرًا بهذا الموضوع.” ومع ذلك ، في ذلك الوقت ، كما يقول ، بدا أن المجتمع الفلكي السائد قد قلل من تقدير مدى تأثير الميكانيكا السماوية على فيزياء النظام الشمسي.

قال لاسكار: “لكنهم الآن يدركون أن الأمر ليس كذلك”.

غالبًا ما نفكر في نظامنا الشمسي الداخلي باعتباره بناءًا شبيهًا بالصدفة الخالصة ، مع مدارات دائرية إلى حد كبير ، وساتل طبيعي مستقر لكوكبنا. وعلى الرغم من أن هذا صحيح في الغالب ، فإن حسابات Laskar التي استمرت أربعة عقود تكشف أن نظامنا الشمسي الداخلي ليس محصنًا ضد الأشياء الفوضوية غير الملموسة على مدى فترات زمنية تتراوح من عشرات الآلاف من السنين إلى مئات الملايين من السنين.

على الرغم من أن حركات كواكبنا لم تتغير كثيرًا خلال 3.5 مليار سنة ، بحكم التعريف ، لا يزال النظام الشمسي الداخلي فوضويًا. هذا يعني أنه لا يمكنك التنبؤ بحركات الكواكب في الماضي أو المستقبل بعد 60 مليون سنة ، كما يقول لاسكار.

ذلك لأن الحركات المدارية للكواكب في الميكانيكا السماوية – وحتى الأجسام الصغيرة مثل الكويكبات سيريس وفيستا – أثناء تحركها حول الشمس لها تأثير ديناميكي على الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

قال لاسكار: “إنه نظام فوضوي بنفس الطريقة التي يكون بها الطقس فوضويًا”.

في كتابي “التجوال البعيدون” ، لاحظت أنه لولا الفرصة لتشكيل قمرنا بسبب اصطدام مصادم بحجم كوكب المريخ منذ حوالي 4 مليارات سنة ، فإن انحراف كوكبنا (أو الميل المحوري) سيكون شديدة الفوضى. سوف تختلف بنسبة تصل إلى 60 في المائة على مدى 2 مليون سنة.

في الواقع ، وجد لاسكار وزملاؤه بالفعل أنه على مدى مليون سنة ، انحرف ميل المريخ بين صفر و 60 بالمائة. ذلك لأن المريخ له قمرين صغيرين فقط ، فوبوس وديموس ويفتقر إلى التأثير المستقر لقمر صناعي طبيعي كبير بشكل غير طبيعي مثل قمرنا.

كما أخبرني لاسكار في كتابي ، “التأثير الصدفي للقمر على انحراف الأرض يعني أن احتمالية العثور على كواكب خارج شمسية ذات انحرافات مستقرة داخل مناطق صالحة للسكن ربما تكون أقل احتمالية من الفوز باليانصيب.”

يقول لاسكار إنه لولا القمر ، لكان ميل الأرض فوضويًا. هذا يعني أننا لسنا في وضع عام ، كما يقول.

أما بالنسبة للاستقرار النهائي لمدارات الكواكب داخل نظامنا الشمسي الداخلي؟

في ورقة عام 2009 في المجلة طبيعة سجيةقام Laskar والمؤلف المشارك Mickael Gastineau بتشغيل نماذج عددية لحوالي 2500 مدار باستخدام المعرفة الحالية للمعلمات المدارية الأولية لنظامنا الشمسي. ووجدوا أنه في ما يقرب من واحد في المائة من نماذجهم ، على مدى خمسة مليارات سنة ، سيصبح مدار عطارد غير مستقر لدرجة أنه قد يتسبب في اصطدام الكوكب الصغير بالزهرة أو ابتلاع الشمس.

يسأل لاسكار ، هل هناك دليل على وجود كوكب داخلي إضافي في النظام الشمسي يعود إلى 100 مليون سنة مضت؟ هل من الممكن أن يكون قد تم طرده من نظامنا الشمسي أو واحد قد يكون قد تصاعد إلى الداخل وقد تم تفكيكه بواسطة الشمس؟

قال لاسكار: “أحاول إثبات عدم وجود كوكب إضافي منذ 100 إلى 500 مليون سنة”. “الأمر صعب لأنك بحاجة إلى ملاحظات.”

وبطبيعة الحال ، لا يمكنك أن تطلب من الديناصورات ملاحظاتها عن ميكانيكا السماوات ، كما يقول لاسكار بابتسامة. لذا ، فأنا أعتمد على البيانات الجيولوجية التي تجاوزت 60 مليون سنة في الماضي لمحاولة تقييد التطور السابق للنظام الشمسي ، كما يقول.

يستخدم لاسكار الرواسب الجيولوجية هنا على الأرض للبحث عن إشارات تدل على أن الحركات المدارية للكواكب التي نراها الآن هي نفسها تقريبًا اليوم.

قال لاسكار: “أظن أنني لن أجد كوكبًا إضافيًا في الماضي ، بل ما سأثبته هو أن النظام الشمسي كان تقريبًا كما هو الآن”.

بنهاية المقابلة ، كان الوقت قد مضى بعد الغسق ، وقادني لاسكار إلى المبنى الرئيسي للمرصد الأصلي وإلى غرفة طويلة عالية السقف تُعرف الآن بغرفة ميريديان. إنه المكان الذي تم فيه تتبع خط طولي من خط الزوال يمر عبر أرضية المرصد وتظل البقعة نقطة اهتمام للمجموعات السياحية.

وهكذا ، في بضعة أقدام فقط ، انتقلنا من الحاضر إلى عصر كان نيوتن والميكانيكا السماوية فيرير وجوزيف لويس لاجرانج يحاولان يائسين نمذجة حركات نظامنا الشمسي. وبطريقة ما ، لم يتغير شيء يذكر. ما زلنا نكافح لفهم تقلبات كيفية تغير نظامنا الشمسي الداخلي بمرور الوقت.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *