Sobre la estabilidad del Sistema Solar
Un trabajo sugiere que hay mecanismos que tratan de mantener la estabilidad orbital de los planetas del Sistema Solar.
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Durante muchos años, los físicos se han preguntado sobre la estabilidad del Sistema Solar. Hace cientos de años, después de que se descubrieran otros planetas y se demostrara que la Tierra, junto con ellos, orbitaba alrededor del Sol, surgieron preguntas sobre la posibilidad de que los planetas sufrieran cambios en sus órbitas que provocaran colisiones o desaparecieran en el Sol o se escaparan al espacio exterior.
Incluso Newton estaba intranquilo, pues después de aplicar sus teorías del movimiento y la gravedad, descubrió que era probable que las fuerzas gravitatorias que los planetas ejercen entre sí provocaran cambios inevitables en sus órbitas, con el consiguiente deterioro del Sistema Solar.
El tema central es que si hay más de dos cuerpos interaccionando gravitatoriamente, el problema matemático no es integrable. Esto es, no se puede obtener una solución analítica. El problema parece básicamente caótico, por lo que podría haber sorpresas en su comportamiento.
Los físicos han venido tratando el tema y algunos sugieren que el Sistema Solar se autodestruirá con el tiempo y otros sostienen que debe haber alguna fuerza que mantenga a los planetas en su camino correcto. El argumento para esto último es claro: ¿cómo podría haber persistido durante todo este tiempo tiempo? Si el Sistema Solar no hubiese sido estable no habría aparecido la vida en la Tierra o esta no se habría mantenido, por lo que nosotros no estaríamos aquí debatiendo sobre este tema.
Sin embargo, se vienen acumulando pruebas de que parece que el Sistema Solar no fue estable en sus primeros tiempos y que sufrió cambios profundos hasta que se logró cierta estabilidad.
También se ha podido ver en los últimos años que otros sistemas planetarios son o han sido inestables y que algunos planetas son expulsados y se transforman en planetas errantes.
Las cosas comenzaron a cambiar a medida que se aplicaron las computadoras al problema, lo que permitió la creación de modelos que usaban parámetros pasados y actuales para predecir el futuro probable del sistema solar. Tales modelos mostraban que el caos determinista era inevitable. Ahora, la mayoría de los científicos planetarios están de acuerdo en que el Sistema Solar es inestable y que debe de estar cambiando lentamente.
Los modelos más recientes también proporcionan a los astrónomos una visión más clara del futuro. Así, por ejemplo, muestran a Mercurio volviéndose inestable el primero, ya sea al chocar con Venus o cayendo al Sol. Pero todavía hay un problema importante: la mayoría de los modelos muestran que el Sistema Solar se desestabiliza durante millones de años pero permanece intacto durante miles de millones de años.
Ahora un trío de astrofísicos de la Sorbonne Université ha desarrollado una nueva teoría para ayudar a describir la estabilidad del Sistema Solar. En su artículo publicado en la revista Physical Review X , Federico Mogavero, Nam Hoang y Jacques Laskar describen su teoría y dan sugerencias sobre la naturaleza del Sistema Solar.
Ha desarrollado una teoría para explicar la aparente discrepancia entre la inestabilidad predicha y el hecho observado de la estabilidad del Sistema Solar, pues, al fin y al cabo, estamos aquí. Sugieren que existen estructuras ocultas dentro del movimiento de los planetas que ayudan a estabilizarlos. Creen que tales estructuras mantienen la desestabilización bajo control, ralentizando los planetas y evitando que se desvíen en una dirección determinada. Sugieren además que hay una especie de caos rápido que se manifiesta en la órbita de un planeta determinado, que a su vez mantiene bajo control la desestabilización, evitando que los planetas deambulen. Finalmente, sugieren que este mecanismo actúa sobre la posición de la órbita de un planeta, no sobre la forma de dicha órbita.
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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Preprint en ArXiv.
Gráfico: Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.021018
1 Comentario
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viernes 19 mayo, 2023 @ 10:12 am
No tengo conocimientos suficientes para pronunciarme, pero sí, razonamiento suficiente para comentar sin meter mucho la pata. Podemos considerar que, durante un tiempo suficientemente corto, estamos en un -nuestro sistema- muy estable; es decir prácticamente, no caótico. Pero desde la Nube de Oort, por ejemplo o desde cualquier punto más externo nos puede llegar una acción gravitatoria desconocida, capaz de alguna acción sobre una, varias o todas las órbitas planetarias. Es elemental y por todos conocida la ley de Newton de acción-reacción. Ella nos indica que el sistema tenderá a contrarrestarla, y si no es de dimensión descomunal, las órbitas y todo lo importante se mantendrán con pequeñas correcciones. Pero sí sabemos que la Luna se irá alejando de la Tierra y que los movimientos de ambas tenderán a minorar las consecuencias. También que la cercanía al Sol de Mercurio a muy largo plazo puede modificar su posición, aunque diría que aún no sabemos si acercándose hasta chocar o, creo que menos probable, a llevarla junto a Venus. Solo algo hay seguro: el agotamiento del hidrógeno en el Sol, traerá consecuencias muy importantes, dado que es un acontecimiento descomunal. Pero eso no sucederá en un periodo corto de tiempo, que es lo que propongo.