Бидний бяцхан тогтворжилт

Нар зүүн талаараа үргэлж мандаж, улирал тогтмол солигддог, жилийн 365, 366 өдөр байдаг, өвөл нь хүйтэн, зун нь дулаахан... Уйтгартай. Гэхдээ энэ уйтгарлыг эдэлцгээе! Нэгдүгээрт, энэ нь үүрд үргэлжлэхгүй. Хоёрдугаарт, бидний өчүүхэн тогтворжилт нь бүхэлдээ эмх замбараагүй нарны аймгийн онцгой бөгөөд түр зуурын тохиолдол юм.

Нарны аймгийн гаригууд, сарууд болон бусад бүх биетүүдийн хөдөлгөөн эмх цэгцтэй, урьдчилан таамаглах боломжтой юм шиг санагддаг. Хэрэв тийм бол саран дээр бидний харж буй бүх тогоо болон манай систем дэх олон тооны селестиел биетүүдийг хэрхэн тайлбарлах вэ? Дэлхий дээр тэд маш олон байдаг, гэхдээ бид агаар мандалтай, элэгдэл, ургамал, устай байдаг тул бид бусад газруудын адил дэлхийн шугуйг тод хардаггүй.

Хэрэв нарны аймаг нь зөвхөн Ньютоны зарчмаар ажилладаг материаллаг цэгүүдээс бүрддэг байсан бол нар болон бүх гаригуудын яг байршил, хурдыг мэдсэнээр бид ирээдүйд ямар ч үед тэдний байршлыг тодорхойлж чадна. Харамсалтай нь бодит байдал нь Ньютоны цэвэр динамикаас ялгаатай.

сансрын эрвээхэй

Байгалийн шинжлэх ухааны агуу дэвшил яг л сансрын биетүүдийг дүрслэх оролдлогоос эхэлсэн. Гаригуудын хөдөлгөөний хуулиудыг тайлбарласан шийдэмгий нээлтүүдийг орчин үеийн одон орон, математик, физикийн "үндэслэгч аавууд" хийсэн. Коперник, Галилей, Кеплер i Ньютон. Гэсэн хэдий ч таталцлын нөлөөгөөр харилцан үйлчлэх хоёр селестиел биетийн механикийг сайн мэддэг боловч гуравдагч биет (гурван биеийн асуудал гэж нэрлэгддэг) нэмэгдсэн нь асуудлыг аналитик аргаар шийдэж чадахгүй болтлоо хүндрүүлдэг.

Бид дэлхийн нэг тэрбум жилийн өмнөх хөдөлгөөнийг урьдчилан хэлж чадах уу? Эсвэл өөрөөр хэлбэл: нарны аймаг тогтвортой байна уу? Эрдэмтэд үеийн үед энэ асуултад хариулахыг хичээсэн. Тэдний авсан анхны үр дүн Питер Саймон Лаплас i Жозеф Луис Лагранж, эерэг хариултыг санал болгосон нь эргэлзээгүй.

XNUMX-р зууны төгсгөлд нарны аймгийн тогтвортой байдлын асуудлыг шийдвэрлэх нь шинжлэх ухааны томоохон сорилтуудын нэг байв. Шведийн хаан Оскар II, тэр бүр энэ асуудлыг шийдсэн хүнд зориулж тусгай шагнал хүртэл байгуулсан. Үүнийг 1887 онд Францын математикч олж авсан Henri Poincare. Гэсэн хэдий ч түүний цочролын аргууд нь зөв шийдвэр гаргахад хүргэдэггүй гэсэн нотолгоог баттай гэж үзэхгүй байна.

Тэрээр хөдөлгөөний тогтвортой байдлын математик онолын үндэс суурийг тавьсан. Александр М.ЛапуновЭмх замбараагүй систем дэх хоёр ойрын траекторын хоорондох зай цаг хугацаа өнгөрөх тусам хэр хурдан нэмэгддэгийг хэн гайхаж байв. Хорьдугаар зууны хоёрдугаар хагаст байхдаа. Эдвард ЛоренцМассачусетсийн Технологийн хүрээлэнгийн цаг уурын мэргэжилтэн зөвхөн арван хоёр хүчин зүйлээс хамаардаг цаг агаарын өөрчлөлтийн хялбаршуулсан загварыг бүтээсэн бөгөөд энэ нь нарны аймгийн биетүүдийн хөдөлгөөнтэй шууд холбоогүй юм. Эдвард Лоренц 1963 онд бичсэн нийтлэлдээ оролтын өгөгдлийн бага зэрэг өөрчлөлт нь системийн тэс өөр үйлдлийг үүсгэдэг болохыг харуулсан. Хожим нь "эрвээхэй эффект" гэж нэрлэгддэг энэхүү шинж чанар нь физик, хими, биологийн янз бүрийн үзэгдлүүдийг загварчлахад ашигладаг ихэнх динамик системүүдийн ердийн шинж чанар болж хувирав.

Динамик систем дэх эмх замбараагүй байдлын эх үүсвэр нь дараалсан биетүүдэд үйлчилдэг ижил дарааллын хүч юм. Системд олон бие байх тусам эмх замбараагүй байдал үүсдэг. Нарны аймагт нартай харьцуулахад бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн массын асар их пропорциональ байдлаас шалтгаалан эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн одтой харилцан үйлчлэл давамгайлж байгаа тул Ляпуновын экспонентуудад илэрхийлсэн эмх замбараагүй байдлын зэрэг нь их байх ёсгүй. Гэхдээ Лоренцын тооцооллоор бид нарны аймгийн эмх замбараагүй байдлын тухай бодоход гайхах хэрэггүй. Ийм олон тооны эрх чөлөөний зэрэгтэй систем тогтмол байсан бол гайхах болно.

Арван жилийн өмнө Жак Ласкард Парисын ажиглалтын төвөөс тэрээр гаригуудын хөдөлгөөний мянга гаруй компьютерийн загварчлал хийсэн. Тэд тус бүрт анхны нөхцөл байдал нь бага зэрэг ялгаатай байв. Загварчлалаас харахад ойрын 40 сая жилийн хугацаанд бидэнд үүнээс илүү ноцтой зүйл тохиолдохгүй боловч хожим нь тохиолдлын 1-2% -д нь тохиолдож магадгүй юм. нарны аймгийн бүрэн тогтворгүй байдал. Одоогийн байдлаар анхааралдаа аваагүй ямар нэгэн гэнэтийн зочин, хүчин зүйл эсвэл шинэ элемент гарч ирэхгүй байх нөхцөлд л бид эдгээр 40 сая жилийг ашиглах боломжтой.

Жишээлбэл, 5 тэрбум жилийн дотор Буд гаригийн тойрог зам (нарнаас ирсэн анхны гараг) голчлон Бархасбадийн нөлөөгөөр өөрчлөгдөнө гэдгийг тооцоо харуулж байна. Энэ нь хүргэж болзошгүй Дэлхий Ангараг эсвэл Мөнгөн устай мөргөлдөж байна яг. Бид нэг өгөгдлийн багцыг оруулахад тус бүр нь 1,3 тэрбум жилийг агуулна. Мөнгөн ус наранд унаж магадгүй. Өөр нэг симуляцид 820 сая жилийн дараа гарч ирэв Ангараг гаригийг системээс гаргах болно, мөн 40 сая жилийн дараа ирэх болно Мөнгөн ус, Сугар гаригийн мөргөлдөөн.

Ласкар болон түүний багийнхан манай Системийн динамикийн судалгаанд Лапуновын цагийг (өөрөөр хэлбэл тухайн үйл явцын явцыг нарийн урьдчилан таамаглах хугацаа) бүхэл бүтэн Системийн 5 сая жилээр тооцсон.

Гаригийн анхны байрлалыг тодорхойлоход ердөө 1 км-ийн алдаа 1 сая жилийн дараа одон орны 95 нэгж болж өсөх боломжтой болж байна. Хэдийгээр бид системийн анхны өгөгдлийг дур зоргоороо өндөр, гэхдээ хязгаарлагдмал нарийвчлалтайгаар мэдэж байсан ч түүний зан төлөвийг ямар ч хугацаанд урьдчилан таамаглах боломжгүй болно. Эмх замбараагүй байгаа Системийн ирээдүйг илчлэхийн тулд бид анхны өгөгдлийг хязгааргүй нарийвчлалтайгаар мэдэх хэрэгтэй бөгөөд энэ нь боломжгүй юм.

Түүнээс гадна бид тодорхой мэдэхгүй байна. нарны аймгийн нийт энерги. Гэхдээ харьцангуй, илүү нарийвчлалтай хэмжилтийг багтаасан бүх үр нөлөөг харгалзан үзсэн ч бид нарны аймгийн эмх замбараагүй байдлыг өөрчлөхгүй бөгөөд ямар ч үед түүний зан байдал, төлөв байдлыг урьдчилан таамаглах боломжгүй болно.

Юу ч тохиолдож болно

Тэгэхээр нарны аймаг зүгээр л замбараагүй, тэгээд л болоо. Энэ мэдэгдэл нь бид дэлхийн 100 сая жилийн цаашдын замыг урьдчилан таамаглах боломжгүй гэсэн үг юм. Нөгөөтэйгүүр, гарагуудын замыг тодорхойлсон параметрүүдийн бага зэргийн хазайлт нь өөр өөр тойрог замд хүргэдэг боловч ойролцоо шинж чанартай байдаг тул нарны аймаг одоогийн байдлаар тогтвортой хэвээр байгаа нь эргэлзээгүй. Тиймээс ойрын хэдэн тэрбум жилийн дотор сүйрнэ гэдэг юу л бол.

Мэдээжийн хэрэг, дээр дурдсан тооцоололд тооцогдоогүй шинэ элементүүдийг аль хэдийн дурдсан байж магадгүй юм. Жишээлбэл, Сүүн замын галактикийн төвийг тойрон эргэлдэж дуусахад систем 250 сая жил шаардагдана. Энэ алхам нь үр дагавартай. Сансар огторгуйн өөрчлөгдөж буй орчин нь нар болон бусад биетүүдийн хоорондын нарийн тэнцвэрийг алдагдуулдаг. Мэдээжийн хэрэг үүнийг урьдчилан таамаглах боломжгүй, гэхдээ ийм тэнцвэргүй байдал нь үр нөлөөг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. сүүлт одны үйл ажиллагаа. Эдгээр объектууд ердийнхөөс илүү олон удаа нар руу нисдэг. Энэ нь тэдний дэлхийтэй мөргөлдөх эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.

4 сая жилийн дараа од Глиз 710 Нарнаас 1,1 гэрлийн жилийн зайд байх бөгөөд энэ нь доторх биетүүдийн тойрог замд саад учруулж болзошгүй юм Оорт үүл мөн нарны аймгийн дотоод гарагуудын аль нэгтэй сүүлт од мөргөлдөх магадлал нэмэгддэг.

Эрдэмтэд түүхэн мэдээлэлд тулгуурлаж, статистикийн дүгнэлтийг гаргаад, магадгүй хагас сая жилийн дараа гэж таамаглаж байна. солир газар мөргөж байна 1 км диаметртэй, сансар огторгуйн сүйрэлд хүргэж байна. Хариуд нь 100 сая жилийн хэтийн төлөвөөр солир 65 сая жилийн өмнө Цэрдийн галавын устаж үгүй ​​болоход хүргэсэн хэмжээтэй адил хэмжээгээр унах төлөвтэй байна.

500-600 сая жил хүртэл та аль болох удаан хүлээх хэрэгтэй (дахин байгаа өгөгдөл, статистик дээр үндэслэн) флэш болон суперновагийн хэт энергийн тэсрэлт. Ийм зайд цацраг нь дэлхийн озоны давхаргад нөлөөлж, Ордовикийн устаж үгүй ​​болсонтой адил бөөнөөр устаж болзошгүй - хэрэв энэ талаархи таамаглал зөв бол. Гэсэн хэдий ч энд ямар нэгэн хохирол учруулахын тулд ялгарах цацраг нь дэлхий рүү яг чиглэгдсэн байх ёстой.

Тиймээс бидний харж байгаа, амьдарч буй ертөнц дахин давтагдаж, бага зэрэг тогтворжиж байгаад баярлацгаая. Математик, статистик, магадлал нь түүнийг урт хугацаанд завгүй байлгадаг. Аз болоход энэ урт аялал бидний хүрэхээс хол байна.