हमारा थोड़ा स्थिरीकरण

सूरज हमेशा पूर्व में उगता है, मौसम नियमित रूप से बदलता है, साल में 365 या 366 दिन होते हैं, ठंडी सर्दियाँ, गर्म गर्मियाँ... उबाऊ। लेकिन आइए इस बोरियत का आनंद लें! सबसे पहले, यह हमेशा के लिए नहीं रहेगा. दूसरे, हमारा मामूली स्थिरीकरण समग्र रूप से अव्यवस्थित सौर मंडल में एक विशेष और अस्थायी मामला है।

सौर मंडल में ग्रहों, चंद्रमाओं और अन्य सभी वस्तुओं की गति व्यवस्थित और पूर्वानुमानित लगती है। लेकिन अगर यह सच है, तो आप चंद्रमा पर देखे जाने वाले सभी गड्ढों और हमारे सिस्टम में मौजूद कई खगोलीय पिंडों की व्याख्या कैसे करेंगे? पृथ्वी पर भी उनमें से बहुत सारे हैं, लेकिन चूँकि हमारे पास एक वायुमंडल है, और इसके साथ कटाव, वनस्पति और पानी है, हम पृथ्वी की झाड़ियों को अन्य स्थानों की तरह स्पष्ट रूप से नहीं देख पाते हैं।

यदि सौर मंडल में न्यूटोनियन सिद्धांतों के अनुसार संचालित होने वाले पदार्थ के आदर्श बिंदु शामिल होते, तो, सूर्य और सभी ग्रहों की सटीक स्थिति और वेग को जानकर, हम भविष्य में किसी भी समय उनका स्थान निर्धारित कर सकते थे। दुर्भाग्य से, वास्तविकता न्यूटन की सुव्यवस्थित गतिशीलता से भिन्न है।

अंतरिक्ष तितली

प्राकृतिक विज्ञान की महान प्रगति ठीक ब्रह्मांडीय पिंडों का वर्णन करने के प्रयासों से शुरू हुई। ग्रहों की गति के नियमों की व्याख्या करने वाली निर्णायक खोजें आधुनिक खगोल विज्ञान, गणित और भौतिकी के "संस्थापकों" द्वारा की गईं - कोपरनिकस, गैलीलियो, केपलर i न्यूटन. हालाँकि, हालांकि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के तहत परस्पर क्रिया करने वाले दो खगोलीय पिंडों की यांत्रिकी सर्वविदित है, एक तीसरी वस्तु (तथाकथित तीन-पिंड समस्या) के जुड़ने से समस्या इस हद तक जटिल हो जाती है कि हम इसे विश्लेषणात्मक रूप से हल नहीं कर सकते हैं।

क्या हम पृथ्वी की गति की भविष्यवाणी, मान लीजिए, एक अरब वर्ष पहले ही कर सकते हैं? या, दूसरे शब्दों में: क्या सौरमंडल स्थिर है? वैज्ञानिक पीढ़ियों से इस प्रश्न का उत्तर खोजने का प्रयास कर रहे हैं। पहला परिणाम उन्हें मिला पीटर साइमन से लाप्लास i जोसेफ लुईस लग्रेंजनिश्चित रूप से एक सकारात्मक उत्तर निहित है।

XNUMXवीं शताब्दी के अंत में, सौर मंडल की स्थिरता की समस्या को हल करना सबसे बड़ी वैज्ञानिक चुनौतियों में से एक थी। स्वीडन के राजा, ऑस्कर द्वितीय, उन्होंने इस समस्या का समाधान करने वाले के लिए एक विशेष इनाम की भी स्थापना की। इसे 1887 में एक फ्रांसीसी गणितज्ञ ने प्राप्त किया था हेनरी पोंकारे. हालाँकि, उनके साक्ष्य कि गड़बड़ी के तरीकों से सही समाधान नहीं हो सकता है, निर्णायक नहीं माना जाता है।

उन्होंने गति स्थिरता के गणितीय सिद्धांत की नींव तैयार की। अलेक्जेंडर एम. लापुनोवजिसने सोचा कि एक अराजक प्रणाली में दो करीबी प्रक्षेप पथों के बीच की दूरी समय के साथ कितनी तेजी से बढ़ती है। जब बीसवीं सदी के उत्तरार्ध में. एडवर्ड लॉरेन्ज़मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एक मौसम विज्ञानी ने मौसम परिवर्तन का एक सरलीकृत मॉडल बनाया जो केवल बारह कारकों पर निर्भर था; इसका सौर मंडल में पिंडों की गति से सीधा संबंध नहीं था। अपने 1963 के काम में, एडवर्ड लोरेन्ज़ ने दिखाया कि इनपुट डेटा में एक छोटा सा बदलाव एक पूरी तरह से अलग सिस्टम व्यवहार का कारण बनता है। यह गुण, जिसे बाद में "तितली प्रभाव" के रूप में जाना गया, भौतिकी, रसायन विज्ञान या जीव विज्ञान में विभिन्न घटनाओं को मॉडल करने के लिए उपयोग की जाने वाली अधिकांश गतिशील प्रणालियों के लिए विशिष्ट साबित हुआ।

गतिशील प्रणालियों में अराजकता का स्रोत क्रमिक निकायों पर कार्य करने वाली समान क्रम की ताकतें हैं। सिस्टम में जितने अधिक शव होंगे, अराजकता उतनी ही अधिक होगी। सौर मंडल में, सूर्य की तुलना में सभी घटकों के द्रव्यमान के भारी अनुपातहीन होने के कारण, तारे के साथ इन घटकों की परस्पर क्रिया प्रमुख है, इसलिए ल्यपुनोव प्रतिपादकों में व्यक्त अराजकता की डिग्री बड़ी नहीं होनी चाहिए। लेकिन साथ ही, लोरेंत्ज़ की गणना के अनुसार, हमें सौर मंडल की अराजक प्रकृति के विचार से आश्चर्यचकित नहीं होना चाहिए। यह आश्चर्य की बात होगी यदि इतनी बड़ी संख्या में स्वतंत्रता की डिग्री वाली प्रणाली नियमित होती।

दस साल पहले जैक्स लस्कर पेरिस वेधशाला से, उन्होंने ग्रहों की गति के एक हजार से अधिक कंप्यूटर सिमुलेशन बनाए। उनमें से प्रत्येक में, प्रारंभिक स्थितियाँ थोड़ी भिन्न थीं। मॉडलिंग से पता चलता है कि अगले 40 मिलियन वर्षों में हमारे साथ इससे अधिक गंभीर कुछ नहीं होगा, लेकिन बाद में 1-2% मामलों में यह हो सकता है सौरमंडल का पूर्णतः अस्थिर होना. ये 40 मिलियन वर्ष भी हमारे पास केवल इस शर्त पर हैं कि कोई अप्रत्याशित अतिथि, कारक या नया तत्व प्रकट न हो जिस पर फिलहाल ध्यान न दिया गया हो।

उदाहरण के लिए, गणना से पता चलता है कि 5 अरब वर्षों के भीतर बुध (सूर्य से पहला ग्रह) की कक्षा बदल जाएगी, मुख्यतः बृहस्पति के प्रभाव के कारण। इससे हो सकता है पृथ्वी का मंगल या बुध से टकराव बिल्कुल। जब हम किसी एक डेटा सेट में प्रवेश करते हैं, तो प्रत्येक में 1,3 अरब वर्ष होते हैं। बुध सूर्य में गिर सकता है. एक अन्य अनुकरण से पता चला कि 820 मिलियन वर्षों में मंगल को सिस्टम से निष्कासित कर दिया जाएगा, और 40 मिलियन वर्षों में यह आ जाएगा बुध और शुक्र की टक्कर.

लस्कर और उनकी टीम द्वारा हमारे सिस्टम की गतिशीलता के एक अध्ययन में पूरे सिस्टम के लिए लापुनोव समय (यानी, वह अवधि जिसके दौरान किसी दिए गए प्रक्रिया के पाठ्यक्रम की सटीक भविष्यवाणी की जा सकती है) का अनुमान 5 मिलियन वर्ष है।

इससे पता चलता है कि ग्रह की प्रारंभिक स्थिति निर्धारित करने में केवल 1 किमी की त्रुटि 1 मिलियन वर्षों में 95 खगोलीय इकाई तक बढ़ सकती है। भले ही हम सिस्टम के प्रारंभिक डेटा को मनमाने ढंग से उच्च लेकिन सीमित सटीकता के साथ जानते हों, हम किसी भी समय के लिए इसके व्यवहार की भविष्यवाणी नहीं कर पाएंगे। सिस्टम के भविष्य को प्रकट करने के लिए, जो कि अव्यवस्थित है, हमें स्रोत डेटा को अनंत सटीकता के साथ जानने की आवश्यकता है, जो असंभव है।

इसके अलावा, हम निश्चित रूप से नहीं जानते सौरमंडल की कुल ऊर्जा. लेकिन अगर हम सापेक्षतावादी और अधिक सटीक माप सहित सभी प्रभावों को ध्यान में रखते हैं, तो भी हम सौर मंडल की अराजक प्रकृति को नहीं बदल पाएंगे और किसी भी समय इसके व्यवहार और स्थिति की भविष्यवाणी करने में सक्षम नहीं होंगे।

कुछ भी हो सकता है

तो, सौर मंडल बस अव्यवस्थित है, बस इतना ही। इस कथन का अर्थ है कि हम 100 मिलियन वर्ष से अधिक, मान लीजिए, पृथ्वी के प्रक्षेप पथ की भविष्यवाणी नहीं कर सकते। दूसरी ओर, सौर मंडल निस्संदेह इस समय एक संरचना के रूप में स्थिर बना हुआ है, क्योंकि ग्रहों के पथों को चिह्नित करने वाले मापदंडों के छोटे विचलन अलग-अलग कक्षाओं की ओर ले जाते हैं, लेकिन समान गुणों के साथ। इसलिए अगले अरबों वर्षों में इसके ढहने की संभावना नहीं है।

बेशक, पहले से उल्लिखित नए तत्व हो सकते हैं जिन्हें उपरोक्त गणना में ध्यान में नहीं रखा गया है। उदाहरण के लिए, सिस्टम को आकाशगंगा के केंद्र की परिक्रमा करने में 250 मिलियन वर्ष लगते हैं। इस कदम के परिणाम होंगे. बदलता अंतरिक्ष वातावरण सूर्य और अन्य वस्तुओं के बीच नाजुक संतुलन को बाधित करता है। बेशक, इसकी भविष्यवाणी नहीं की जा सकती, लेकिन ऐसा होता है कि इस तरह के असंतुलन से प्रभाव में वृद्धि होती है। धूमकेतु गतिविधि. ये वस्तुएँ सामान्य से अधिक बार सूर्य की ओर उड़ रही हैं। इससे इनके पृथ्वी से टकराने का खतरा बढ़ जाता है।

4 मिलियन वर्ष बाद तारा ग्लिज़ 710 सूर्य से 1,1 प्रकाश वर्ष दूर होगा, जिससे संभावित रूप से वस्तुओं की कक्षाएँ बाधित होंगी ओब्लोक ऊर्ट और धूमकेतु के सौर मंडल के आंतरिक ग्रहों में से किसी एक से टकराने की संभावना में वृद्धि।

वैज्ञानिक ऐतिहासिक आंकड़ों पर भरोसा करते हैं और, उनसे सांख्यिकीय निष्कर्ष निकालते हुए, भविष्यवाणी करते हैं कि संभवतः आधे मिलियन वर्षों के भीतर उल्कापिंड धरती पर गिरेगा व्यास में 1 किमी, जो एक ब्रह्मांडीय आपदा का कारण बनता है। बदले में, अगले 100 मिलियन वर्षों में, 65 मिलियन वर्ष पहले क्रेटेशियस विलुप्त होने वाले आकार के उल्कापिंड के प्रभाव की संभावना है।

500-600 मिलियन वर्ष तक आपको यथासंभव लंबे समय तक प्रतीक्षा करनी होगी (फिर से, उपलब्ध आंकड़ों और आंकड़ों के आधार पर) Chamak या सुपरनोवा हाइपरएनर्जी विस्फोट. इस दूरी पर, किरणें पृथ्वी की ओजोन परत को प्रभावित कर सकती हैं और ऑर्डोविशियन विलुप्त होने के समान बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बन सकती हैं - यदि परिकल्पना सही है। हालाँकि, उत्सर्जित विकिरण को विशेष रूप से पृथ्वी पर निर्देशित किया जाना चाहिए ताकि यहाँ कोई नुकसान हो सके।

तो आइए उस दुनिया की पुनरावृत्ति और छोटे स्थिरीकरण का आनंद लें जिसे हम देखते हैं और जिसमें हम रहते हैं। गणित, सांख्यिकी और संभाव्यता उसे लंबे समय तक व्यस्त रखती है। सौभाग्य से, यह लंबी यात्रा हमारी पहुंच से बहुत दूर है।