Zal Orbitale Chaos Ervoor Zorgen Dat Aarde, Venus En Mars Botsen?

{h1}

Zal orbitale chaos botsen met de aarde, venus en mars? Lees over de mogelijkheid dat aarde, venus en mars in botsing komen als hun banen verkeerd lopen.

Eerlijke waarschuwing: als je geïrriteerde wenkbrauwen oproept wanneer iemand het 'vlindereffect' vermeldt, wil je misschien nu stoppen met lezen. Als je echter de zwarte, mysterieuze onderbuik van het universum wilt prikkelen om te zien wat er gebeurt, ga dan alsjeblieft verder.

We weten allemaal dat de planeten van het zonnestelsel op een rustige, ordelijke manier rond de zon draaien. Sterker nog, de planeten bewegen met een zodanige precisie van het uurwerk dat astronomen orbitale kenmerken - doorgangen, verduisteringen, uitlijningen - met zekerheid kunnen berekenen. Wil je een lijst van zonsverduisteringen voor de komende 10.000 jaar? Geen probleem.

Laten we nu zeggen dat je verder naar de toekomst wilt kijken - niet duizenden jaren, maar miljarden. Hoe houden die stoffige astronomische tafels het dan vol? Niet zo goed, als je rekening houdt met de principes van de chaostheorie. Chaos theorie zegt dat kleine inputs in een enorm complex systeem grootschalige outputs kunnen produceren. Dit is het eerder genoemde vlindereffect: wanneer een vlinder in Zuid-Amerika op zijn vleugels klapt, kan een onweersbui een paar continenten verder ontwikkelen - over Brisbane, Australië, laten we zeggen. Sommige wetenschappers stellen nu voor dat de evolutie van het zonnestelsel zich mag houden aan de chaostheorie en dat de weg naar de toekomst, hoe dan ook, in botsing kan komen met Venus of Mars.

De wetenschappers die dit voorstel deden in een uitgave van Nature uit 2009 - Jacques Laskar en Mickaël Gastineau - werkten in het Observatorium van Parijs. Maar de wetenschappers hebben geen van de telescopen van het observatorium gebruikt om hun gegevens te genereren. In plaats daarvan zweefden ze over computers, waaronder de JADE-supercomputer bij Centre Informatique National de l'Enseignement Superieur of CINES (National Computing Centre for Higher Education and Research).

Al die rekenkracht lijkt misschien overdreven, de versie van een spierauto van een wetenschapper, totdat je je realiseert wat ze probeerden te berekenen. Het heeft te maken met Newton's universele wet van de zwaartekracht.

Weet je nog hoe Sir Isaac ons vertelde dat er een universele zwaartekracht bestaat tussen twee willekeurige objecten? Deze kracht is recht evenredig met de massa's van de objecten en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand die ze scheidt. Hij stelde toen voor dat de zwaartekracht van de zon is wat de planeten in hun banen houdt. Maar volgens de wet van Newton moeten de planeten en alle andere objecten in het zonnestelsel, inclusief manen en asteroïden, ook een beetje zwaartekrachtmagie op elkaar laten werken. Kan het complexe samenspel van die krachten ervoor zorgen dat de stabiliteit van het zonnestelsel in de loop van de tijd achteruitgaat? Op de korte termijn, nee. Zelfs over langere periodes geloofden astronomen in het algemeen dat het zonnestelsel stabiel zou blijven.

Toen begonnen een paar gekke kosmologen zich af te vragen of de chaos-theorie van toepassing was op planetaire banen. Als dat zo is, kunnen kleine veranderingen in planetaire bewegingen in de loop van de tijd worden uitvergroot tot iets wezenlijks. Maar hoe lang zou het duren? Duizende jaren? Miljoenen? Miljarden?

Computercode en chaos

Om die vraag te beantwoorden, zou je rekening moeten houden met de bewegingen van alle planeten, evenals met alle krachten die worden uitgeoefend terwijl die beweging plaatsvindt. Dan zou je het zonnestelsel moeten laten lopen, als een klok, zodat de planeten door honderdduizenden banen fietsten. Terwijl dit gebeurde, zou je de belangrijkste gegevens over elke planeet moeten bijhouden. Een van de belangrijkste gegevensverzamelingen zou zijn orbitale excentriciteit - de maat van hoe ver een planeet afwijkt van een perfect ronde vorm - omdat excentriciteit bepaalt of twee planeten hetzelfde luchtruim bezetten en het risico lopen om een ​​nabije ontmoeting te hebben.

Denkt u dat u zo'n simulatie in uw hoofd of met een desktopmodel van het zonnestelsel zou kunnen uitvoeren? Waarschijnlijk niet. Maar een supercomputer kan dat ook zijn, daarom hebben Laskar en Gastineau de JADE-supercomputer gekozen om zwaar te tillen. Hun inputs bestonden uit 2.501 orbitale scenario's, waarbij elk de baan van Mercurius met slechts enkele millimeters veranderde [bron: Laskar en Gastineau]. Ze kozen voor Mercurius omdat het als de poot van het zonnestelsel de grootste push-over is en omdat zijn baan synchroniseert met Jupiter's om veranderingen te creëren die over het hele zonnestelsel golven.

Voor elk hypothetisch scenario volgden ze de beweging van alle planeten gedurende meer dan 5 miljard jaar (de geschatte levensduur van de zon), waardoor de computer alle complexe berekeningen kon maken. Zelfs met de krachtige CPU in de JADE-eenheid had elke oplossing vier maanden computer nodig om resultaten te genereren.

Gelukkig voor het leven op aarde, blijft het zonnestelsel stabiel in 99 procent van de scenario's van het Franse paar - geen planeten worden op botsingsbanen gezet of uit hun banen geëvacueerd [bron: Laskar en Gastineau]. Maar in 1 procent van hen, waar de orbitale chaos het grootste cumulatieve effect heeft, wordt de baan van Mercurius excentriek genoeg om catastrofale veranderingen in het zonnestelsel te veroorzaken. Sommige van die catastrofes hebben alleen betrekking op Mercurius, die ofwel in de zon kan botsen of uit zijn baan kan raken en in de ruimte kan worden geslingerd. Maar andere, meer verontrustende scenario's spelen met de Aarde botst tegen Mars of Venus. Een botsing met Venus zou plaatsvinden door vijf stappen, die allemaal de cumulatieve effecten van orbitale chaos illustreren [bron: Laskar en Gastineau]:

  1. Ten eerste zorgt de interactie tussen Jupiter en Mercurius in ongeveer 3,137 miljard jaar ervoor dat de excentriciteit van de laatste planeet toeneemt.Dit brengt een niet-circulair hoekmomentum over van de buitenste planeten naar de binnenste planeten.
  2. Deze overdracht destabiliseert de binnenplaneten en vergroot de excentriciteiten van de aarde, Venus en Mars.
  3. De aarde heeft een bijna-ongeluk met Mars, wat de excentriciteit van Mars nog meer verstoort.
  4. Volgend resonanties, of gesynchroniseerde, versterkende interacties, tussen de binnenste planeten verminderen de excentriciteit van Mercurius en vergroten de excentriciteiten van Venus en Aarde nog meer.
  5. Venus en Aarde hebben verschillende bijna-ongelukken tot, op 3.352891 miljard jaar, de twee planeten samenkomen in een epische explosie die beide werelden zou vernietigen.

De (on) stabiele planeten

Als orbitale chaos bestaat, zijn de effecten niet zichtbaar over korte tijdsbestekken. Maar astronomen verzamelen andere aanwijzingen over de instabiliteit van planetaire beweging. In februari 2012 keek de Venus Express-ruimtevaartuigen van het Europees Ruimtevaartagentschap door de dichte Venusiaanse wolken en verwachtte bepaalde oppervlaktefuncties te zien die daar hadden moeten zijn, op basis van gegevens van Magellan die 16 jaar eerder waren genomen. In plaats daarvan werden die kenmerken 20 km ver verschoven, wat suggereert dat de rotatie van de planeet langzamer gaat. Astronomen wijzen op de hoge atmosferische druk en sterke winden van de planeet, die wrijving veroorzaken op het oppervlak, als mogelijke oorzaak. Als de gegevens kloppen, kan een dag op Venus nu bijna 250 dagen aarde zijn [bron: Atkinson].

Then Again, Maybe Not

Artist's concept van Dawn draait rond Vesta. Astronomen zijn behoorlijk geïnteresseerd in de vraag of de massieve asteroïde een gewelddadige ontmoeting zou kunnen hebben met asteroïde Ceres.

Artist's concept van Dawn draait rond Vesta. Astronomen zijn behoorlijk geïnteresseerd in de vraag of de massieve asteroïde een gewelddadige ontmoeting zou kunnen hebben met asteroïde Ceres.

Natuurlijk is geen enkele van deze voorspellingen helemaal juist. In 2011, toen NASA's Dawn-ruimtevaartuig in een baan rond de asteroïde Vesta gleed, controleerde Laskar de chaotische interacties tussen Vesta en mede-asteroïde Ceres, en tussen de twee grote asteroïden en de planeten. Wat hij concludeerde was dat de interacties tussen Vesta en Ceres snel zelfs de kleinste meetfouten zullen versterken, waardoor het onmogelijk is om planetaire banen - en dreigingen van botsingen - te voorspellen tot meer dan 60 miljoen jaar in de toekomst [bron: Shiga]. Hoewel botsingen tussen Vesta en Ceres in deze scenario's waarschijnlijk lijken, is wat er met de planeten gebeurt hoogstens onzeker.

Wat betekent deze schijnbaar tegenstrijdige informatie dus? Ten eerste is het zonnestelsel gevuld met heel veel dingen en dat al deze objecten, in overeenstemming met de wetten van Newton, krachten op elkaar uitoefenen. Ten tweede kunnen deze krachten planetaire banen veranderen - veel - zelfs als we die veranderingen niet kunnen meten in de geschiedenis van de mensheid. Eindelijk, en deze is een beetje leuk, het universum werpt niet vreedzaam (of vernietigt) werelden, maar echt, echt gewelddadig.

Sterker nog, astronomen hebben aanwijzingen dat andere zonnestelsels zelfvernietigend zijn. In 2008 zag een team van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics een planeet op Saturnus-formaat rond een baan in het sterrenbeeld Centaurus die veel te veel warmte afgeeft voor zijn grootte. De wetenschappers geloven nu dat de grote planeet nog steeds enorme hoeveelheden warmte uitstraalt als gevolg van een botsing met een Uranus-formaat protoplaneet in het recente verleden van het sterrensysteem.

In 2009 zag NASA's Spitzer Space Telescope de nasleep van een geweldige mashup tussen een object ter grootte van onze maan en een andere ter grootte van Mercurius op ongeveer 100 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Pavo (de pauw). Instrumenten op Spitzer ontdekten de veelbetekenende kenmerken van amorf siliciumdioxide, een stof die zich op aarde vormt wanneer meteorieten in de grond slaan.

Zelfs als ons zonnestelsel niet bezwijkt voor de orbitale chaos en een biljartachtige crash van de binnenplaneten, zijn we misschien niet op weg naar een goed einde. In 5 miljard jaar, wanneer de zon zijn brandstofvoorraad uitput, zal onze warme, prachtige hoek van het universum vrij ongemakkelijk beginnen te worden. Niet lang daarna zullen we verdwijnen in de buik van onze snelgroeiende ster en heel worden doorgeslikt. Hoe dan ook, chaos-geïnduceerde botsing of stellaire dood, onze kleine blauwe wereld zal niet uit gaan met een janken, maar met een knal.

Notitie van de auteur

Door dit te schrijven moest ik denken aan een zin die ik vaak las toen ik klein was: "de precisie van het uurwerk van het universum." Blijkbaar loopt het universum niet met de stille regelmaat van een overweldigende tweede hand. Terwijl ruimtetelescopen en supercomputers door de kosmos kijken en ver in de toekomst, vinden we een onrustig, onzeker universum. Maar stop niet met het betalen van uw belastingen - het lijkt erop dat de Internal Revenue Service niet snel zal verdwijnen.


Video Supplement: Learn the Bible in 24 Hours - Hour 2 - Small Groups - Chuck Missler.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com