Vil Bane Kaos Forårsage Jord, Venus Og Mars At Kollidere?

{h1}

Bliver orbital kaos kolliderer jorden, venus og mars? Læs om muligheden for at jorden, venus og mars kolliderer, hvis deres baner går galt.

Retfærdig advarsel: Hvis du hæver ubehagelige øjenbryn, når nogen nævner "sommerfugleffekten", kan du måske stoppe med at læse nu. Hvis du dog gerne vil udnytte universets sorte, mystiske underbelly for at se, hvad der sker, så fortsæt.

Vi ved alle, at solsystemets planeter drejer rundt om solen på en rolig og ordnet måde. Faktisk bevæger planeterne sig sådan præcision, at astronomer kan beregne kredsløbskarakteristika - transitter, formørkelser, justeringer - med sikkerhed. Vil du have en liste over solformørkelser i de næste 10.000 år? Intet problem.

Lad os nu sige, at du vil se længere ind i fremtiden - ikke tusindvis af år, men milliarder. Hvordan holder de støvede astronomiske tabeller op da? Ikke så godt, hvis du tager højde for principperne om kaosteori. Chaos teori siger at små input i et enormt komplekst system kan producere store udgange. Dette er den ovennævnte sommerfugleffekt: Når en sommerfugl klapper sine vinger i Sydamerika, kan en tordenvejr udvikle et par kontinenter væk - over Brisbane, Australien, lad os sige. Nogle forskere foreslår nu, at solsystemets udvikling kan overholde chaosteorien, og at vejen frem til fremtiden kunne kollidere med enten Venus eller Mars.

Forskerne, der lavede dette forslag i et 2009-udgave af Nature - Jacques Laskar og Mickaël Gastineau - arbejdede på Paris Observatory. Men forskerne brugte ikke nogen af ​​observatoriets teleskoper til at generere deres data. I stedet svævede de over computere, herunder JADE supercomputer placeret ved Center Informatique National de l'Enseignement Supérieur eller CINES (National Computing Center for Higher Education and Research).

Al den computerkraft kan virke som overkill, en videnskabsmands version af en muskelbil, indtil du er klar over, hvad de forsøgte at beregne. Det har at gøre med Newtons universel lov om gravitation.

Husk hvordan Sir Isaac fortalte os, at der findes en universel tyngdekraft mellem to ting? Denne kraft er direkte proportional med objekternes masse og omvendt proportional med kvadratet af afstanden, der adskiller dem. Han foreslog derefter, at solens tyngdekraft er, hvad der holder planeterne i deres baner. Men ifølge Newtons egen lov skal planeterne og alle de andre objekter i solsystemet, herunder måner og asteroider, også arbejde lidt tyngdekrafts magi på hinanden. Kunne det komplekse samspil mellem disse kræfter medføre, at solsystemets stabilitet forringes over tid? På kort sigt, nr. Selv over længere perioder troede astronomer generelt, at solsystemet ville forblive stabilt.

Så begyndte nogle få vanvittige kosmologer at undre sig over, om kaosteori anvendes på planetariske baner. I så fald kunne små ændringer i planetariske bevægelser blive forstørret over tid til noget væsentligt. Men hvor lang tid tager det? Tusindvis af år? Millioner? Milliarder?

Computer kode og kaos

For at besvare det spørgsmål, skulle du være nødt til at redegøre for bevægelserne af alle planeterne, såvel som alle de kræfter, der udøves som den bevægelse forekommer. Så skal du lade solsystemet løbe som et ur, så planeterne cyklede gennem hundredtusinder af baner. Da dette skete, ville du nødt til at spore nøgledata om hver planet. En af de vigtigste dataindsamlinger ville være orbital excentricitet - Målet for, hvor langt en planet afviger fra en perfekt cirkulær form - fordi ekscentricitet bestemmer, om to planeter indtager det samme luftrum og risikerer at have et tæt møde.

Tænk du ville kunne løbe en sådan simulation i dit hoved eller med en stationær model af solsystemet? Sikkert ikke. En supercomputer kan dog, hvorfor Laskar og Gastineau valgte JADE supercomputeren til at gøre deres tunge løft. Deres input bestod af 2.501 orbital scenarier, hvor hver af dem ændrede Mercury's kredsløb med blot nogle få millimeter [kilde: Laskar og Gastineau]. De valgte Kviksølv, fordi det som solsystemets runde er det største pushover og fordi dets kredsløb synkroniseres med Jupiter's for at skabe ændringer, der krøller over hele solsystemet.

For hvert hypotetisk scenario spores de bevægelsen af ​​alle planeter i mere end 5 milliarder år (solens forventede levetid), så computeren gør alle de komplekse beregninger. Selv med den kraftfulde CPU i JADE-enheden krævede hver løsning fire måneders computing for at generere resultater.

Heldigvis for livet på Jorden forbliver solsystemet stabilt i 99 procent af det franske pars scenarier - ingen planeter bliver sat på kollisionskurser eller udsendes fra deres baner [kilde: Laskar og Gastineau]. Men i 1 procent af dem, hvor kredsløbets kaos har den største kumulative virkning, bliver Mercursens kredsløb ekscentrisk nok til at forårsage katastrofale ændringer i solsystemet. Nogle af disse katastrofer involverer kun kviksølv, som enten kunne gå ned i solen eller blive løsnet fra sin bane og kastet ud i rummet. Men andre, mere foruroligende scenarier spiller ud med jorden, der kolliderer i enten Mars eller Venus. En kollision med Venus ville forekomme gennem fem trin, som alle illustrerer de kumulative effekter af orbital kaos [kilde: Laskar og Gastineau]:

  1. For det første får interaktionen mellem Jupiter og Mercurius omkring 3.137 milliarder år til at øge ekscentriciteten af ​​sidstnævnte planet.Dette overfører ikke-cirkulær vinkelmoment fra de ydre planeter til de indre planeter.
  2. Denne overførsel destabiliserer de indre planeter og øger excentriciteterne fra Jorden, Venus og Mars.
  3. Jorden har en nær miss med Mars, som forstyrrer Mars excentricitet endnu mere.
  4. Efterfølgende resonanser, eller synkroniserede forstærkende interaktioner mellem de indvendige planeter mindsker Mercury-excentriciteten og øger excentriciteterne i Venus og Earth endnu mere.
  5. Venus og Jorden har flere nærme mangler, indtil 3.352891 milliarder år kolliderer de to planeter i en episk eksplosion, der vil ødelægge begge verdener.

De (Un) stabile planeter

Hvis der findes orbital kaos, kan dets virkninger ikke ses over korte tidsrammer. Men astronomer samler andre spor om ustabiliteten af ​​planetarisk bevægelse. I februar 2012 gennemsøgte Den Europæiske Rumorganisationens Venus Express rumfartøjer gennem de tætte venusiske skyer, der forventer at se visse overfladeegenskaber, der burde have været der, baseret på data fra Magellan taget 16 år tidligere. I stedet blev disse funktioner fordrevet af 12 miles (20 kilometer), hvilket tyder på, at planetens rotation er ved at bremse ned. Astronomer peger på planetens høje atmosfæriske tryk og stærke vinde, hvilket skaber friktion på overfladen som en mulig årsag. Hvis dataene er rigtige, kan en dag på Venus nu være næsten 250 jorddags lange [kilde: Atkinson].

Så igen, måske ikke

Kunstnerens koncept Dawn kredser Vesta. Astronomer er temmelig interesserede i, om den massive asteroide kunne have en voldsom mødning med andre asteroider Ceres.

Kunstnerens koncept Dawn kredser Vesta. Astronomer er temmelig interesserede i, om den massive asteroide kunne have en voldsom mødning med andre asteroider Ceres.

Selvfølgelig kan ingen af ​​disse forudsigelser være nøjagtige overhovedet. I 2011, da NASAs Dawn rumfartøj smed sig om i kredsløb omkring asteroiden Vesta, checkede Laskar de kaotiske interaktioner mellem Vesta og andre asteroider Ceres og mellem de to store asteroider og planeterne. Hvad han konkluderede var, at samspillet mellem Vesta og Ceres hurtigt vil forstærke selv de mindste målefejl, hvilket gør det umuligt at forudsige planetariske baner - og trusler om kollisioner - over 60 millioner år frem i fremtiden [kilde: Shiga]. Mens kollisioner mellem Vesta og Ceres forekommer sandsynlige i disse scenarier, hvad sker der med planeterne i bedste fald.

Så hvad betyder denne tilsyneladende modstridende information? For det første er solsystemet fyldt med masser af ting, og at alle disse objekter, i overensstemmelse med Newtons love, udøver kræfter på hinanden. For det andet kan disse kræfter ændre planetens baner - meget - selvom vi ikke kan måle disse ændringer over menneskehedens historie. Endelig, og denne er sjov, universet springer ikke (eller ødelægger) verdener fredeligt, men virkelig, virkelig voldsomt.

Faktisk har astronomer beviser for andre solsystemers selvdestruktion. I 2008 opdagede et hold fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en planet i Saturn-størrelse, der cirklede en stjerne i stjernebilledet Centaurus, der gav alt for meget varme til sin størrelse. Forskerne tror nu, at den store planet stadig udstråler massive mængder varme som følge af en kollision med en Uranus-stor protoplanet i det stjernesystems seneste fortid.

I 2009 spredte NASAs Spitzer Space Telescope eftervirkningen af ​​en stor mashup mellem et objekt, størrelsen af ​​vores måne og en anden kvicksilverstørrelse omkring 100 lysår væk i konstellationen Pavo (påfuglen). Instrumenter på Spitzer opdagede de signale signaturer af amorf silica, et stof der dannes på jorden, når meteoritter slammer i jorden.

Selvom vores solsystem ikke undergraver det orbital kaos og en billardlignende nedbrydning af de indvendige planeter, kan vi ikke være på vej til en lykkelig afslutning. I løbet af 5 mia. År, når solen udtømmer sin brændstofforsyning, begynder vores varme, vidunderlige hjørne af universet at blive temmelig ubehageligt. Ikke længe efter, forsvinder vi ind i vores hurtigt voksende stjernes mave og bliver svelget hele. Uanset hvad, kaos-induceret kollision eller stjernedød, vil vores lille blå verden ikke gå ud med et humper, men med et bang.

Forfatterens Note

At skrive dette fik mig til at tænke på en sætning, jeg ofte læste, da jeg var barn: "universets urværkets præcision". Tilsyneladende kører universet ikke med den tydelige regelmæssighed af en fejende anden hånd. Som rumteleskoper og supercomputere ser på tværs af kosmos og langt ind i fremtiden, finder vi et ubestemt, usikkert univers. Men stop ikke med at betale dine skatter lige nu - det ser ud til, at Internal Revenue Service ikke vil gå væk når som helst snart.


Video Supplement: .




Forskning


Underwater Photography Contest Kicks Off
Underwater Photography Contest Kicks Off

4 Visioner Af, Hvordan Teknologi Og Innovation Vil Fodre Planet
4 Visioner Af, Hvordan Teknologi Og Innovation Vil Fodre Planet

Videnskab Nyheder


Er Der En Sammenhæng Mellem Gaspriser Og Fedme?
Er Der En Sammenhæng Mellem Gaspriser Og Fedme?

Lange Pilgrimages Revealed In Ancient Sudan Art
Lange Pilgrimages Revealed In Ancient Sudan Art

16. Århundrede Skibsvrag Fundet Midt I Rocket Debris Off Florida Coast
16. Århundrede Skibsvrag Fundet Midt I Rocket Debris Off Florida Coast

Motion Er Godt For Hjernen
Motion Er Godt For Hjernen

Langt Om Længe! April Leverer Giraffen Hendes Nyfødte
Langt Om Længe! April Leverer Giraffen Hendes Nyfødte


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com