وصیت نامه منظومه شمسی؛ مرگ تدریجی یک دنیای زیبا - یزد بلاگ

خبرنگاران | بیشتر ما انسان ها گمان می کنیم زمین تا پایدار خواهد ماند و با خود می گوییم مگر می شود به یک آن هست و نیست ما نابود شود به طوری که اصلا وجود نداشته ایم؟ امکان ندارد. ما انسان ها ساکنین این سیاره ایم، پس دنیا سیاره و منظومه شمسی ما را همواره از جمیع بلایا محفوظ می دارد. اما به واقع اینطور نیست. شاید تا چند صد میلیون سال، خطر خاصی خانه سبز ما و منظومه ای که در آن هستیم را تهدید نکند، اما بالاخره منظومه ما از بین خواهد رفت. نه ما نامیرا هستیم، نه سیاره و نه منظومه شمسی مان. شاید میلیون ها سال دیگر، اما میلیون ها سال برای دنیا هستی مثل چشم به هم زدن است.

به گزارش خبرنگاران؛ بر طبق تحلیل دانشمندان، خورشید در انتها زندگی ستاره ای اش، منفجر خواهد شد و باقی مانده آن نیز به تدریج پس از هزار تریلیون سال حرارتش را از دست خواهد داد تا اینکه چیزی بیش از توده سنگی سرد و تاریک و مرده از آن باقی نخواهد ماند. البته در آن هنگام دیگر خبری از منظومه شمسی نخواهد بود. بر طبق شبیه سازی جدید، تنها 100 میلیارد سال باید بگذرد تا سیارات منظومه شمسی با پشت سرگذاشتن خورشید مرده از میان کهکشان پا به فرار بگذارند و دیگر اثری از این منظومه باقی نخواهد ماند. اخترشناسان و فیزیکدانان دست کم صد ها سال است که کوشش نموده اند تا از سرنوشت غایی منظومه شمسی سر در بیاورند.

جان زینک اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس و کنستانتین باتیجین از کلتک و فِرِد آدامز اخترشناس دانشگاه میشیگان در مقاله جدید خود نوشتند: درک پایداری دینامیکی بلندمدتِ منظومه شمسی یکی از قدیمی ترین معما های اخترفیزیک را تشکیل می دهد و سابقه آن به خود نیوتن باز می شود، چون نیوتن حدس می زد برهم کنش های دوجانبه میان سیارات پایان باید دینامیک مداری آن ها را ناپایدار کند..

اما موضوع از آنچه فکر می کنید پیچیده تر است. هرچه تعداد اشیای موجود در یک سیستم دینامیکی که با هم برهم کنش دارند بیشتر باشد، پیچیدگی آن سیستم دینامیکی بیشتر خواهد شد و پیش بینی موقعیت اشیا در آن دشوارتر می شود. این چالش را مسئله چندجسمی می نامند.

به خاطر پیچیدگی سیستم دینامیکی، پیش بینی قطعی مدار سیارات منظومه شمسی در بازۀ زمانی مشخص تقریباً غیرممکن است. اگر این بازه زمانی بیش از 5 تا 10 میلیون سال باشد، عدم قطعیت بسیار عظیمی در محاسبات ظاهر خواهد شد. اما اگر بتوانیم از سرنوشت منظومه شمسی سر در آوریم، آنگاه شاید بتوانیم از چگونگی تکوین کیهان در مقیاسی بسیار فراتر از سن کنونی آن که 13.8 میلیارد سال است، مطلع شویم.

در سال 1999، اخترشناسان پیش بینی کردند که منظومه شمسی به آرامی و در طی بازه ای حداقل یک میلیارد میلیارد ساله (1018 سال یا یک کوینتیلیون سال) مکوششی خواهد شد. آن ها محاسبه کردند که چقدر طول می کشد تا تشدید های مداری مشتری و زحل بتوانند اورانوس را از مدارش خارج نمایند؛ بنابراین بر طبق نتایج این گروه، منظومه شمسی زودتر از آنچه فکر می کردیم، مکوششی خواهد شد.

نخست خورشید تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. حدود 5 میلیارد سال بعد، خورشید در هنگام مرگش متورم می شود و به غول سرخ بدل می شود و آنگاه عطارد، ناهید و زمین را می بلعد. سپس خورشید تقریباً نیمی از جرم اش را به شکل باد خورشیدی در فضا رها می نماید. جرم کوتوله سفیدی که از خورشید باقی می ماند تنها 54 درصد جرم خورشید کنونی است.

این کاهش جرم منجر به افول کشش گرانشی خورشید روی سیارات باقی مانده نظیر مریخ و غول های گازی و یخی نظیر مشتری، زحل، اورانوس و نپتون می شود. دوماً، هنگامی که منظومه شمسی در مداری حول مرکز کهکشان می شود، تقریباً هر 23 میلیون سال یکبار سایر ستارگان چنان به منظومه شمسی نزدیک می شوند که می توانند مدار سیارات را مختل نمایند.

پژوهشگران در مقاله خود عنوان کردند: با لحاظ کردن کاهش جرم خورشید و متورم شدن مدار سیارات بیرونی، تأثیر این مهمان های ناخوانده بیشتر خواهد شد. اگر زمان کافی در اختیار باشد، بعضی از این ستارگان می توانند چنان به منظومه شمسی نزدیک شوند که سیارات باقی مانده را بربایند یا مدار آن ها را ناپایدار نمایند.

گروه پژوهشی با لحاظ کردن این تأثیرات اضافی در محاسبات شان، 10 شبیه سازی چندجسمی را با استفاده از کامپیوتر پرقدرت Hoffman 2 Cluster برای سیّارات بیرونی اجرا کردند (مریخ برای کاهش هزینه ها در محاسبات لحاظ نشد، چون تأثیر آن قابل چشم پوشی بود). این شبیه سازی ها در دو مرحله انجام شدند: یک مرحله تا انتها کاهش جرم خورشید و مرحله دیگر در بازۀ زمانی پس از آن.

با وجود اینکه انجام 10 شبیه سازی نمی تواند جامعه آماری خوبی ارائه دهد، اما پژوهشگران متوجه شدند که در هر شبیه سازی سناریوی یکسانی اتفاق می افتد. هنگامی که خورشید پایان به کوتوله سفید تکوین می یابد، مدار سیارات بیرونی عظیم تر می شود، اما سیارات همچنان در مدار خود پایدار باقی می مانند. با وجود این، مشتری و زحل در تشدید پایدار مداری 5 به 2 قفل می شوند - هر پنج مرتبه ای که مشتری حول خورشید می شود، زحل فقط دوبار حول خورشید می شود (این تشدید مداری اجتناب ناپذیر بار ها مطرح شده است، به خصوص از سوی شخص آیزاک نیوتن).

تورم مدار سیارات به همراه اثراتی که تشدید های مداری سیارات از خود برجای می گذارند، سیستم را در برابر اغتشاشات حاصل از گذر نزدیک ستارگان آسیب پذیرتر می نماید. پس از گذشت 30 میلیارد سال، اغتشاشاتی از این دست مدار های پایدار را آشوبناک می نمایند و درنتیجه سیارت به آسانی از چنگ گرانش ستارۀ میزبان خود می گریزند. همه سیارت منظومه شمسی به استثناء یک سیاره از مدار خود خارج می شوند و مانند سیارات سرگردان (Rouge Planets) آزادانه در کهکشان جولان می دهند.

آخرین سیاره باقی مانده 50 میلیارد سال دیگر حول خورشید می شود، اما سرنوشت آن محتوم است. پایان، این سیاره نیز تحت تأثیر گرانش ستارگان عبوری از مدار خود به بیرون پرتاب خواهد شد. در نهایت، 100 میلیارد سال پس از آنکه خورشید به کوتوله سفید بدل شد، دیگر چیزی از منظومه شمسی باقی نخواهد ماند.

مقیاس زمانی این سناریو بسیار کوتاه تر از مقیاسی است که در سال 1999 برای سرنوشت نهایی منظومه شمسی مطرح شد؛ و پژوهشگران به دقت این موضوع را خاطر نشان نموده اند که محتمل است رصد های فعلی از محیط محلی کهکشان و تخمین های مربوط به ستارگان عبوری هر دو در آینده دستخوش تغییر شوند؛ بنابراین این سناریو به هیچ وجه غایی نیست و ممکن در آینده تغییر کند.

حتی اگر تخمین های مربوط به نابودی منظومه شمسی دوباره دستخوش تغییر شوند، باز هم چنین رویدادی میلیارد ها سال دیگر به وقوع خواهد پیوست. احتمال اینکه انسان ها میلیارد ها سال دوام بیاورند تا شاهد چنین رویدادی باشند بسیار ناچیز خواهد بود. پس نگران نباشید و خوب بخوابید! جزئیات بیشتر این پژوهش در The Astronomical Journal منتشر شده است.

مجله زیتوا: مجله زیتوا | مجله خبری ایران و جهان پیرامون

بانیما: قدرت گرفته از سیستم مدیریت محتوای بانیما