太阳系至少在未来 100,000 年内保持稳定

每隔一段时间有一个感觉良好的故事很好,所以这里有一个可以推迟存在恐惧的故事:地球至少在 100,000 年内不太可能被抛入深空。 事实上,在那个时间范围内,太阳系的所有行星都是安全的,所以对于你和你最喜欢的行星体来说,周围都有好消息。

也许值得备份一下。 地球或任何行星从其轨道上撞出的可能性总是很小。 正如牛顿物理学告诉我们的那样,运动中的物体会一直运动,除非受到另一种力的作用——对于行星大小的物体,将行星推离轨道需要很大的力。 但在太阳系自身的历史中也有行星改组的例子。 太阳系形成最广泛接受的模型之一, 不错的模型,描述了太阳系历史早期外行星是怎样迁移的,并且会对内部的岩石世界造成严重破坏,可能会在此过程中取代甚至吞噬更小的原行星。

但现在,研究人员已经 算了 表明这种迁移在未来 10 万年内不太可能发生。 保加利亚索非亚大学数学与信息学系的 Angel Zhivkov 和 Ivaylo Tounchev 使用计算机计算确定行星可能保持稳定。 它们的离心率(它们的轨道与圆形的差异有多大)将保持较小,它们的倾角(它们行进的太阳系平面上方或下方多远)也将保持较小。 同样,半长轴(椭圆轨道最长部分的半径)对于任何行星都不会发生显着变化。

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行星轨道的半长轴。 图片来源:Sndeep81,维基共享资源。

甚至被降级的矮行星冥王星也被纳入了这项研究,冥王星的死忠粉们会很高兴知道它在接下来的 10 万年中也很可能只是稍微振荡一下。

那么10万年后会发生什么? 你走得越远,预测就越难,因为真实的宇宙总是有点混乱,但日夫科夫和通切夫相信“通过简单的额外推理和评估……这个定理可以被证明一百万年。” 在那个时间跨度内也不太可能有麻烦。 而且,如果你真的很担心,只需要一些额外的计算能力,超出研究人员所能获得的能力,“太阳系的稳定性可以在未来 50 亿年得到证明,”他们说。

当然,模型并不完美。 它没有考虑相对论效应,数学假设行星是点质量,当然,在现实生活中它们不是。 但也许计算中最明显的遗漏是太阳系中数百万个较小的天体:小行星、彗星以及介于两者之间的一切。 就其本身而言,这些物体的引力效应可以忽略不计,但作为一个集体,在数十亿年的时间里,它们当然可以让行星稍微摇晃一下。 将它们全部包含在模型中将是一项艰巨的任务,而且收益递减。 这不应该让你在晚上保持清醒。

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截至 2018 年 1 月所有已知近地天体的模拟。太阳系是一个繁忙的地方——幸运的是,大多数天体都很小,有大量的空间将它们与我们和彼此隔开。 图片来源:NASA/JPL-Caltech。

所以,地球人、火星人和木星人:深呼吸,享受旅程。 接下来的 100,000 年围绕太阳运行将一帆风顺。 别忘了防晒霜!

如果您想自己阅读论文,预印本可在 ArXiv.

特色图片:行星的真彩色表示。 图片来源:CactiStaccingCrane,维基共享资源。