Земята вероятно не би трябвало да съществува.

Това е така, защото орбитите на вътрешните планети от Слънчевата система – Меркурий, Венера, Земята и Марс – са хаотични и моделите предполагат, че тези вътрешни планети вече би трябвало да са се сблъскали една в друга. И все пак това не се е случило.

Ново изследване, публикувано на 3 май, може най-накрая да обясни защо.

Чрез дълбоко вникване в моделите за движение на планетите изследователите откриха, че движенията на вътрешните планети са ограничени от определени параметри, които действат като въже, възпрепятстващо хаоса в системата.

Освен че дават математическо обяснение за привидната хармония в нашата Слънчева система, прозренията на новото изследване могат да помогнат на учените да разберат траекториите на екзопланетите, заобикалящи други звезди.

Планетите постоянно упражняват взаимно гравитационно привличане една към друга – и тези малки привличания постоянно внасят малки корекции в орбитите на планетите. Външните планети, които са много по-големи, са по-устойчиви на малките придърпвания и затова поддържат сравнително стабилни орбити.

Проблемът с траекториите на вътрешните планети обаче все още е твърде сложен, за да бъде решен точно. В края на XIX в. математикът Анри Поанкаре доказва, че е математически невъзможно да се решат уравненията, управляващи движението за три или повече взаимодействащи си обекти, което често е известно като “проблем на трите тела”.

В резултат на това несигурността в детайлите на началните позиции и скорости на планетите се увеличава с течение на времето. С други думи: Възможно е да вземем два сценария, в които разстоянията между Меркурий, Венера, Марс и Земята се различават с най-малкия процент, и в единия планетите да се блъснат една в друга, а в другия да се разминат.

Времето, което е необходимо на две траектории с почти еднакви начални условия, за да се разминат с определена стойност, е известно като времето на Ляпунов на хаотичната система. През 1989 г. Жак Ласкар, астроном и директор на научните изследвания в Националния център за научни изследвания и Парижката обсерватория и съавтор на новото изследване, изчислява, че характерното време на Ляпунов за орбитите на планетите от вътрешната Слънчева система е само 5 милиона години.

“Това по същество означава, че губите по една цифра на всеки 10 милиона години”, казва Ласкар. Така например, ако първоначалната несигурност в позицията на дадена планета е 15 метра, 10 милиона години по-късно тази несигурност ще бъде 150 метра; след 100 милиона години се губят още 9 цифри, което дава несигурност от 150 милиона километра, еквивалентна на разстоянието между Земята и Слънцето. “В общи линии нямате представа къде се намира планетата”, казва Ласкар.

Въпреки че 100 милиона години може да изглеждат много, самата Слънчева система е на повече от 4,5 милиарда години и липсата на драматични събития – като например сблъсък на планети или изхвърляне на планета от цялото това хаотично движение – отдавна озадачава учените.

Рену Малхотра, професор по планетарни науки в Университета на Аризона, който не е участвал в изследването, подчертава колко фини са механизмите, идентифицирани в изследването. Малхотра заяви, че е интересно, че “планетарните орбити на нашата Слънчева система проявяват изключително слаб хаос”.

В друга работа Ласкар и колегите му търсят улики дали броят на планетите в Слънчевата система някога се е различавал от този, който виждаме в момента. При цялата стабилност, която е очевидна днес, дали това винаги е било така през милиардите години преди развитието на живота, остава открит въпрос.