Если вы лежали ночью в постели, думая о том, что планеты Солнечной системы вдруг разлетятся по всей Галактике, то можете пока успокоиться. Согласно новым подсчетам, у нас есть по крайней мере 100 000 лет, прежде чем это произойдет. Главное не заболеть в эти годы и посмотреть, чем это всё закончится.
В новом исследовании математики Ангел Живков и Ивайло Тунчев из Софийского университета в Болгарии представили аналитическое доказательство стабильности Солнечной системы в течение следующих 100 тысячелетий, включая все восемь планет и Плутон. Источник
Их расчеты, еще не прошедшие экспертную оценку, показывают, что орбиты этих тел за это время существенно не изменятся. Эти выводы могут показаться странными, ведь Солнечная система довольно стабильна уже более 4 миллиардов лет. Однако на деле непросто смоделировать и точно предсказать, что будет происходить с ней в будущем.
Конечно, уже проводились исследования, в которых ученые пытались рассчитать будущее Солнечной системы, используя передовые вычисления для моделирования движения планет на протяжении миллионов или миллиардов лет. Однако это слишком длительные отрезки времени, и из поля зрения могут уйти некоторые мелкие детали.
Хотя работа Живкова и Тунчева охватывает гораздо более короткий период времени, чем другие работы, они говорят, что она повышает достоверность результатов. Это связано с тем, что исследование учитывает отклонения в начальных условиях, таких как эксцентриситеты орбит и наклонения планет, а также массы всех тел в системе.
Окончательная судьба Солнечной системы долгое время ставила ученых в тупик. Исаак Ньютон предположил, что взаимодействие между планетами в конечном итоге приведет Солнечную систему к хаосу. С тех пор долговременная динамическая стабильность нашей родной планетной системы подвергается систематическому анализу.
Чем больше тел в динамической системе, тем сложнее предсказать, как они будут себя вести. Два тела, запертых на взаимной орбите, относительно просто математически описать и предсказать их будущее. Однако, чем больше тел вы добавляете, тем сложнее становится математика. Все потому, что ела начинают возмущать орбиты друг друга, добавляя элемент хаоса в систему. Это явление известно как проблема N тел.
В этом случае решения могут быть получены для конкретных индивидуальных случаев, но не существует единой формулы, описывающей все без исключения взаимодействия N тел. Солнечная система действительно очень сложна, и в ней находятся не только восемь планет и Солнце, но также астероиды, карликовые планеты и другие мелкие частицы, дрейфующие вокруг. Мы, вероятно, можем в основном не учитывать действительно мелкие объекты, такие как астероиды, но даже в этом случае в системе остается много тел.
Расчеты показывают, что «конфигурация соприкасающихся эллипсов, по которым планеты движутся вокруг Солнца, будет оставаться стабильной по крайней мере 100 000 лет в том смысле, что большая полуось каждой планеты изменяется в пределах одного или менее одного процента», – пишут исследователи.
Другими словами, Солнечная система пока не собирается имитировать галактический бильярд. Даже когда начальные условия и массы были изменены, Солнечная система оставалась стабильной, и исследователи предполагают, что стабильность может в конечном итоге поддерживаться в течение миллиона или даже миллиарда лет, хотя для проведения таких расчетов потребуется более мощный компьютер.
Предыдущие расчеты показали, что Солнечной системе потребуется около 100 миллиардов лет, чтобы распасться и рассеяться по Млечному Пути. К тому времени Солнце будет полностью мертво и будет жить своей загробной жизнью в качестве белого карлика, поэтому человечество вряд ли сможет его увидеть, если только нам не удастся найти безопасную гавань где-то подальше от этого места.
Как научиться управлять космическим кораблем за несколько занятий?
Школьники из Верхней Салды покоряют космос.
В Верхней Салде завершился онлайн-курс Летней Космической Школы по космонавтике, астрофизике и космической инженерии, организованный при поддержке благотворительного фонда «Эмпатия» Михаила Шелкова. В заключение ученики средней школы №1 успешно провели симуляцию полета космического корабля Союз-МС.
Летняя Космическая Школа (ЛКШ) — это растущее сообщество энтузиастов космонавтики, в которое теперь вошли и салдинские школьники. Восьмиклассник Захар Рыбаков и два ученика шестого класса Денис Романов и Виктор Зуев под руководством учителя астрономии Дерябиной Веры Эрнестовны и технического директора ЛКШ Сергея Лемещенко продемонстрировали виртуозное управление ракетой-носителем Союз-2 с космодрома Байконур к орбитальной станции, а также выполнили ручную стыковку и посадку.
Во время симуляции космического полета ребята примерили на себя роли экипажа космического корабля и специалистов Центра управления полетом (ЦУП). «Экипаж» управлял виртуальным космическим кораблем в программе симуляции Kerbal Space Program, а «ЦУП» помогал рассчитывать маневры, корректировать курс и выполнять план полета. Школьники действовали как настоящие космонавты: ориентировали космический корабль в нужном направлении, в строго рассчитанное время включали и отключали двигатель и проводили ручную стыковку с орбитальной станцией.
ЛКШ предлагает разнообразные сценарии таких полетов – можно и на Луне побывать, и на Марсе. В зависимости от цели меняется и космическая техника: ракеты-носители, космические корабли, модули орбитальных станций, автоматическая межпланетная станция (АМС) и многое другое. Можно разнообразить места старта (космодромы Байконур, Восточный, Мыс Канаверал) и даже время начала полета (в прошлом, настоящем и будущем).
Основатель «Эмпатии» Михаил Шелков считает поддержку молодых талантов одним из ключевых направлений в работе Фонда. Предприниматель верит, что ученик может осознать себя автором собственного образования и занять активную позицию в этом процессе.
Помимо студенческих стипендий, денежных призов для выпускников-стобалльников и победителей олимпиад Фонд раскрывает творческий потенциал детей: организовывает обучающие курсы и проводит мероприятия с приглашенными психологами. В прошлом году «Эмпатия» в первый раз запустила инженерный акселератор для подростков по благоустройству Верхней и Нижней Салды. 4 команды-победителя, предложившие самые необычные решения, уже начали воплощать свои проекты в жизнь и защищать их на всероссийских конференциях.
Научно-просветительская программа ЛКШ погружает ребят в актуальные темы космонавтики, астрофизики, космической инженерии, космической медицины и научной журналистики.
Школа проводит ежегодные очные занятия в Москве, участвует в фестивалях на космическую тематику, создает просветительские онлайн-курсы по космонавтике и смежным дисциплинам, распространяет собственную методику симуляции космического полета и ЦУПа в программах дополнительного образования в регионах.
