Illustration des Sonnensystems. Eigentlich sieht es nicht so aus. (NASA) Wenn Sie nachts im Bett gelegen haben und sich Sorgen gemacht haben, dass die Planeten des Sonnensystems in der gesamten Galaxie abprallen könnten, können Sie sich beruhigen.
Neue Berechnungen zeigen, dass es noch mindestens 100.000 Jahre dauern wird, bis das passiert.
In einer neuen Studie legen die Mathematiker Angel Zhivkov und Ivaylo Tounchev von der Universität Sofia in Bulgarien einen analytischen Beweis für die Stabilität des Sonnensystems über die nächsten 100 Jahrtausende vor, einschließlich aller acht Planeten und Pluto.
Ihre Berechnungen, die noch von Experten überprüft werden müssen, zeigen, dass sich die Umlaufbahnen dieser Körper im Laufe dieser Zeit nicht wesentlich ändern werden.
Das mag seltsam klingen; Schließlich existiert das Sonnensystem bereits seit etwa 4,5 Milliarden Jahren. Aber es ist tatsächlich nicht einfach, zu modellieren und vorherzusagen, was es auch in Zukunft tun wird.
Natürlich wurden Studien durchgeführt, um zu versuchen, die Zukunft des Sonnensystems zu berechnen, indem fortschrittliche Computer zur Modellierung der Bewegungen der Planeten eingesetzt wurden über Millionen oder Milliarden von Jahren .
Um solch lange Zeiträume abzudecken, werden jedoch einige feinere Details weggelassen.
Obwohl die Arbeit von Zhivkov und Tounchev einen viel kürzeren Zeitraum abdeckt als andere Bemühungen, erhöht sie die Zuverlässigkeit der Ergebnisse, sagen sie.
Dies liegt daran, dass Abweichungen in den Anfangsbedingungen berücksichtigt werden, beispielsweise die Exzentrizitäten und Neigungen der Umlaufbahnen der Planeten sowie die Massen aller Körper im System.
Das endgültige Schicksal des Sonnensystems beschäftigt Wissenschaftler seit langem. Es war Isaac Newton, der vorschlug, dass gegenseitige Wechselwirkungen zwischen den Planeten das Sonnensystem letztendlich ins Chaos stürzen würden. Die langjährige dynamische Stabilität unseres Heimatplanetensystems ist seitdem der Nährboden für die Gehirnmühle.
Denn je mehr Körper es in einem dynamischen System gibt, desto schwieriger wird es, vorherzusagen, wie sie sich verhalten werden. Zwei Körper, die sich in einer gegenseitigen Umlaufbahn befinden, lassen sich relativ einfach mathematisch beschreiben und vorhersagen.
Je mehr Körper Sie jedoch hinzufügen, desto komplizierter wird die Mathematik. Das liegt daran, dass die Körper beginnen, ihre Umlaufbahnen gegenseitig zu stören, was dem System ein Element des Chaos verleiht. Dies ist als N-Körper-Problem bekannt.
Für konkrete Einzelfälle lassen sich Lösungen ableiten, eine Formel, die alle N-Körper-Wechselwirkungen beschreibt, gibt es jedoch nicht. Und das Sonnensystem ist in der Tat sehr komplex, mit nicht nur acht Planeten und der Sonne, sondern auch umhertreibenden Asteroiden, Zwergplaneten und anderen Kleinigkeiten.
Wir können die wirklich kleinen Dinge, wie Asteroiden, wahrscheinlich größtenteils außer Acht lassen, aber trotzdem verbleiben viele Körper im System.
Schiwkow und Tountschew entwickelten eine numerische Methode, die die Bahnelemente der Planeten (und Plutos) in 54 gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung übersetzt. Der Computercode, der auf einem Desktop-Computer ausgeführt wurde, führte die Berechnungen dann über 6.290.000 Schritte durch, wobei jeder Schritt etwa sechs Tage dauerte.
Die Berechnungen deuten darauf hin, dass „die Konfiguration der oszillierenden Ellipsen, auf denen sich die Planeten um die Sonne bewegen, mindestens 100.000 Jahre lang stabil bleibt, in dem Sinne, dass die große Halbachse jedes Planeten innerhalb oder weniger als einem Prozent variiert“, schreiben die Forscher .
Mit anderen Worten: Das Sonnensystem wird noch nicht das galaktische Billard nachahmen.
Selbst wenn die anfänglichen Bedingungen und Massen geändert wurden, blieb das Sonnensystem nach den Berechnungen des Teams stabil, und die Forscher gehen davon aus, dass die Stabilität letztendlich für eine Million oder sogar eine Milliarde Jahre aufrechterhalten werden könnte, obwohl für die Berechnungen ein leistungsfähigerer Computer erforderlich wäre .
Frühere Simulationen ergaben, dass es ungefähr dauern wird 100 Milliarden Jahre damit das Sonnensystem auseinanderbricht und sich über die Milchstraße verteilt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Sonne wirklich tot sein und ihr Leben nach dem Tod als Weißer Zwerg führen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Menschheit in der Nähe ist, um sie zu sehen, es sei denn, es ist uns gelungen, irgendwo anders, weit entfernt, einen sicheren Hafen zu finden. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist jedoch ist fraglich .
Ohnehin. Abgesehen von der existenziellen Angst können Sie die Arbeit des Teams auf dem Preprint-Server lesen arXiv .