Zrážky svetov sú málo pravdepodobné, ale...

Dosiaľ najdôkladnejšie počítačové simulácie pohybov planét slnečnej sústavy priniesli dve správy. Dobrá: pravdepodobnosť ich zrážok je nízka.

Umelecká vízia najnepríjemnejšieho dôsledku kaskády javov, na začiatku ktorej by stálo gravitačné ovplyvnenie Merkúra Jupiterom: zrážky Zeme s Venušou, planétou, ktorá je hmotnostne i hustotou Zemi v rámci slnečnej sústavy najpodobnejšia. Našťastie má spu

„Poriadok" slnečnej sústavy na 99 percent vydrží po päťmiliárdročný zvyšok životnosti Slnka. Zlá: dráhu Merkúra reálne môže ovplyvniť Jupiter - a Merkúr vytlačiť Venušu respektíve Mars k Zemi.

Pohyby planét slnečnej sústavy pripomínajú pravidelnosťou chod hodín. Z toho aj vznikla široko prijímaná predstava o „vesmíre ako hodinovom stroji". Zdanie tu však klame.

V dlhodobejšom horizonte sa môžu hromadiť drobné poruchy, vyplývajúce zo vzájomného gravitačného pôsobenia planét. Hlavným hráčom je najhmotnejšia - Jupiter.

Obežné dráhy planét to rozlaďuje. S trojakým možným výsledkom. Po prvé, vymrštenie planéty zo sústavy. Po druhé, jej pád na Slnko. A po tretie, jej zrážka s inou planétou.

Od Newtona k Laplaceovi

Nebeská mechanika je odvetvie astronómie, ktoré využíva základné fyzikálne princípy, predovšetkým kinematické, dynamické a gravitačné, na skúmanie pohybov vesmírnych telies.

Vznikla v 17. storočí po odvodení týchto princípov. Už jedného z objaviteľov predmetných princípov, Isaaca Newtona, ale znepokojovalo, že nedokáže vysvetliť všetky pohyby planét Jupiter a Saturn.

Zistil, že riešenie problému pohybov niekoľkých telies je nad jeho možnosti. Nebeskú mechaniku po ňom v 18. storočí rozvinuli predovšetkým Leonhard Euler, Joseph Louis Lagrange a Pierre-Simon Laplace.

Posledný z nich vysvetlil aj to, čo trápilo Newtona: faktom, že obežná doba Jupitera je blízka dvom pätinám obežnej doby Saturnu - sú prakticky v takzvanej rezonancii 5:2.

Obežné dráhy planét podľa neho boli stabilné a predpovedateľné - v podstate donekonečna. To ho ovplyvnilo aj pri formulácii názoru, že z počiatočných podmienok a fyzikálnych zákonov možno presne určiť celú budúcnosť. Stal sa základom Laplaceovej filozofie racionálneho determinizmu.

Veľká neurčitosť

Ladilo to s úspechmi nebeskej mechaniky pri výpočtoch zatmení Slnka a Mesiaca tisícročia dopredu i dozadu. Lenže pri planétach sa od 19. storočia ukazovalo, že v dlhodobom horizonte nemožno zanedbať gravitačné poruchy.

Henri Poincaré napokon zdôraznil, že výslovne analyticky, do všetkých podrobností, sa nedá riešiť ani gravitačný problém čo len troch telies. Presné predpovede pohybu planét donekonečna sa stali fantáziou.

Tento záver z konca 19. storočia v nasledujúcom ďalej posilnila rodiaca sa teória dynamického chaosu a vývoja nelineárnych systémov - v kocke: pri koreni vecí je neurčitosť a malé príčiny mávajú veľké následky.

Nástup počítačov nebeskú mechaniku nesporne oživil. No s ohľadom na všetko spomenuté vyšlo najavo, že ani ich využitie neodstráňuje prekážku, spočívajúcu v gravitačných poruchách a chaose.

Chaos významne ovplyvňuje predpovedateľnosť obežných dráh planét už od horizontu piatich miliónov rokov. Pri dlhších časoch treba hovoriť iba o pravdepodobnosti, nie o určitosti.

Dve slnečné sústavy

Mohutná výpočtová kapacita rýchlych počítačov sa ale predsa len prejavila. Hoci v pojmoch pravdepodobnosti, umožňujú simulovať pohyby planét v horizonte nielen piatich miliónov, ale piatich miliárd rokov. To je čas, po ktorý ešte bude Slnko viac-menej stabilne žiariť, kým prejde do štádia takzvaného červeného obra.

Počítačové simulácie ale ukázali, že z pohybového hľadiska sú slnečné sústavy vlastne dve. Prvú tvoria obrie plynné planéty, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún. Ich dráhy sú stabilné. Druhú planéty typu Zeme, ktoré sú zložené prevažne z kovov a hornín - popri nej Merkúr, Venuša a Mars. Ich dráhy sú naopak nestabilné.

Súhrnný výsledok simulácií bol takýto: ak by Slnko z tej či onej príčiny nestratilo značné množstvo hmoty (čaká sa to až v štádiu červeného obra) a celú slnečnú sústavu gravitačne neovplyvnila blízko prechádzajúca iná hviezda (to je v Mliečnej ceste celkom možné), obrie planéty by obiehali milión biliónov rokov, kým by prevážila nestabilita.

Merkúr ako "vinník" katastrofy

Podobné počítačové simulácie zatiaľ vyvrcholili najnovšou sériou, ktorú urobili Jacques Laskar a Mickaël Gastineau z Parížskeho observatória a z CNRS, čo je francúzska obdoba SAV. Výsledky uverejnili v časopise Nature. Obaja nadviazali na skoršie vlastné výpočty. V centre ich pozornosti boli planéty typu Zeme.

Najmä Merkúr. Gravitácia Jupitera môže zvýšiť výstrednosť dráhy Merkúra výrazne nad 0,9 - hodnotu, ktorá by v horizonte piatich miliárd rokov nevylučovala jeho zrážku s Venušou. Jupiter a Merkúr sa totiž nachádzajú pomerne blízko rezonancie, ktorá sa týka ich periastier, bodov najväčšieho priblíženia k Slnku.

Predmetné výpočty ale boli dosiaľ založené buď na spriemerovaných rovniciach, ktoré neopisujú celý vývoj, alebo ich skresľovalo nezahrnutie teórie relativity. Jacques Laskar a Mickaël Gastineau to teraz všetko - a navyše vplyv Mesiaca - vložili do svojich nových simulačných modelov pohybov planét slnečnej sústavy.

Superpočítačom JADE, ktorý patrí francúzskemu národnému výpočtovému stredisku CINES, simulovali 2501 možných ciest vývoja. Mierne sa od seba líšili východzími podmienkami. Asi jedno percento týchto ciest viedlo k výraznému zväčšeniu výstrednosti obežnej dráhy Merkúra. Najčastejšie by sa potom zrazil s Venušou, alebo padol na Slnko.

zrazky_svetov2.jpg

Umelecká vízia priblíženia Venuše k Zemi...
Ilustrácia: J. Vidal-Madjar, IMCCE-CNRS, NASA

zrazky_svetov3.jpg

...a ich zrážky.
Ilustrácia: J. Vidal-Madjar, IMCCE-CNRS, NASA

zrazky_svetov4.jpg

Umelecká vízia priblíženia Marsu k Zemi...
Ilustrácia: J. Vidal-Madjar, IMCCE-CNRS, NASA

zrazky_svetov5.jpg

...a ich zrážky.
Ilustrácia: J. Vidal-Madjar, IMCCE-CNRS, NASA

Stalo sa niečo škaredé!

Čudné pocity okolo žalúdka vzbudzuje najmä jedno riešenie, v ktorom sa výstrednosť obežnej dráhy Merkúra zasa zmenšila. To vyvolalo presun momentu hybnosti od obrích planét na vnútorné planéty. Výsledok? Celková destabilizácia obežných dráh vnútorných planét, teda telies typu Zeme.

Také čosi by našim vzdialeným potomkom - ide o miliardy rokov, budú tu ešte vôbec dajakí? - spôsobilo ozajstný Armageddon. Zem by sa v nebeskomechanickom zmätku mohla zraziť s Merkúrom, Venušou i Marsom. S Marsom (o 3,34 miliardy rokov) ako s celým telesom, alebo by ho roztrhala na kusy a pozemšťanov by „zbombardovali" tie.

Nepríjemné, veľmi nepríjemné. Našťastie práve zahrnutie spomenutých vplyvov všeobecnej teórie relativity Alberta Einsteina do simulačných modelov výrazne znižujú riziko, že Merkúr a Jupiter v najbližších piatich miliardách rokov naozaj vstúpia do predmetnej rezonancie - na iba približne jediné percento.

Nuž s tým sa dá žiť. Lebo ako konštatoval komentátor tohto výskumu v Nature, Gregory Laughlin z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz (USA), máme 99-percentnú pravdepodobnosť, že sa naďalej môžeme spoliehať na „hodinový stroj" planét a že nás katastrofa v podobe zrážky tej či onej so Zemou obíde.

Jacques Laskar a Mickaël Gastineau tak zavŕšili stáročné riešenie veľkého astronomického problému vcelku optimistickým záverom. Len nesmieme zabúdať na chaotický prvok vesmírnych pohybov.

Hlavné zdroje: Nature z 11. júna 2009.


Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Kosík na videu z afrického väzenia odpovedá Kaliňákovi

Gašpar s Kaliňákom spochybňovali pravosť vyhlásenia bývalého siskára Ľuboša Kosíka o únose prezidentovho syna. Kosík poslal video ako dôkaz.

TV

Kosík vo videohovore z afrického väzenia: Zaručte mi bezpečnosť

Bývalý siskár potvrdzuje svoju totožnosť.

SVET

Zeman ťahal Drahoša do bahna, no on sa nedal. Znamená to prehru?

Český prezident sa vôbec sa nezmenil.

Neprehliadnite tiež

Vytvorili microSDXC kartu s najväčšou pamäťou

Karta od Integral Memory by mala byť v predaji od februára.

Po prvý raz zmapovali zmysly rastlín. Už vieme ako cítia

Namiesto zmyslových orgánov využívajú proteíny. Bez niektorých sa všetko zrúti.

Fyzikálna záhada. Neutrónové hviezdy svietia aj po zrážke

Dosvit po zrážke neutrónových hviezd je čoraz jasnejší, vyvracia očakávania.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  4. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  5. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  6. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  7. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  8. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  9. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  10. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  1. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku
  2. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke
  4. Attracting talent – Why Millennials are choosing to join Johnson
  5. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018?
  6. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej!
  7. Alarica – new business project in the market of shoes
  8. Ako jazdiť na snehu alebo ľade?
  9. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie?
  10. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli?
  1. Slovensko má pralesy, púšť aj kameňopád. Už ste ich videli? 6 852
  2. Egejská riviéra: Ktoré letovisko je pre vás najlepšie? 6 384
  3. Nový supermarket Fresh otvorili na Aničke 4 938
  4. Objavte majestátne Tatry kúsok po kúsku 3 398
  5. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 3 075
  6. Najvýhodnejšie ročné online predplatné SME.sk len za 29€ 2 641
  7. Chcete bývať na dobrom mieste? Zakotvite v Adlerovej! 2 536
  8. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 2 251
  9. Aké sú gastrotrendy pre rok 2018? 1 827
  10. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 1 507