首页 >
太阳系稳定性问题
✍ dations ◷ 2025-06-28 11:25:28 #太阳系稳定性问题
太阳系稳定性是一个天文学中的热门课题。虽然几乎所有的预测都表明,在未来的数十亿年内没有行星会相互碰撞或脱离太阳系且地球是相对稳定的,但太阳系的确是一个混沌系统。自从1687年牛顿提出万有引力定律以来,数学家和天文学家们已经找到了一些关于行星稳定运动的证据,这些探索引领了不少数学的发展,其中几个连续的“证明了”太阳系的稳定性。主要话题:混沌理论行星轨道趋向于长期变化,为太阳系建立模型的理论成为多体问题。在太阳系中一个有关混沌的著名例子是在3:2轨道共振的海王星-冥王星系统,虽然它们自身的振动保持稳定,但在任意准确度下预测1-2千万年(李雅普诺夫时间)后冥王星的位置是不可能的。另一个例子是地球的黄赤交角,因为月球与地球的潮汐相互作用产生的摩擦增加了,这将会在距今15至45亿年后的某一点导致混沌。行星轨道在更长的时间尺度下是混沌的,这样在0.02-2.3亿年的范围内整个太阳系会经历一个李雅普诺夫时间。就一切情况而论这都意味着行星的轨道位置最终一定会趋于不可预测,在某些情况下轨道自身也会出现显著的改变。这样的混沌最强烈的表现在于偏心率的变化,行星轨道会因此变成更圆或更扁的椭圆。太阳系基本上是稳定的,在未来的数十亿年内没有行星会相互碰撞或脱离太阳系。超过这个范围,火星的偏心率将可能在50亿年后增长到0.2左右,导致它的轨道穿过地球的轨道而引起潜在的对撞危险。在同样的时间尺度下,水星的偏心率增长可能会更大,而紧密靠近金星使得它们在理论上可以一起逃出太阳系或推动金星撞向地球。在计算中,不确定的因素还包括小行星、由于太阳辐射和太阳风的造成的动量损失、太阳风对行星磁层的拖拽作用、银河系的潮汐作用、微扰以及穿过恒星的影响等。此外,动量方程描述的是一个固有的连续性过程,所以我们无法从大规模并行运算中得利。LongstopLongstop(Long-term Gravitational Study of the Outer Planets)是Archie Roy于1982年发起的太阳系动力学国际合作项目。它涉及到在超级计算机上创建模型以整合外层行星的轨道。它的结果显示了外层行星之间有着奇特的能量交换,但并未发现显著的不稳定现象。数字太阳系仪另一个项目涉及了数字太阳系仪的构造,它是由 Gerry Sussman和他的MIT小组于1988年提出的。小组用超级计算机整合了超过8.45亿年(太阳系年龄的20%)的外层行星轨道。在1988年,Sussman和Wisdom发现太阳系仪中的数据显示了冥王星轨道有混沌的迹象,部分原因是由于它与海王星之间特有的共振。Laskar1989年,法国精度管理局的Jacques Laskar发表了他对太阳系超过2亿年的数值积分结果,他沿线运用了拉普拉斯平衡方程而非完整的动量方程。Lasker的工作显示,地球轨道是混沌的,现在对地球轨道15米那么小的测量误差就会导致仅仅1亿年后其轨道的不可测量。^ a b J. Laskar (1994). "Large-scale chaos in the solar system". Astronomy and Astrophysics 287: L9–L12.^ Ian Stewart (1997). Does God Play Dice? (2nd ed.). Penguin Books. pp. 246–249. ISBN 0-14-025602-4.^ David Shiga (23 April 2008). "The solar system could go haywire before the sun dies". NewScientist.com News Service. Retrieved on 2008-04-28.^ The stability of the solar system. https://web.archive.org/web/20110716154842/http://physics.technion.ac.il/~litp/dist/dist_presentations/technion1.ppt.
相关
- 钍燃料发电钍元素能否取代铀、钚(钚)等核燃料作发电用途值得关注。叶恭平博士支持钍燃料发电因为钍的蕴藏量较多、燃料装造较简易、产生较少核废料、不易制成武器,而且钍裂变发电较有效率
- 蓝光疗法光照治疗或光线治疗(英语:Light Therapy 或 Phototherapy)指的是日光或是以特定波长的光(例如:激光光)为光源来做治疗,本篇主要介绍以紫外线(UV)为光源的治疗方式。所谓UV是指光波长
- 尾道尾道市(日语:尾道市/おのみちし Onomichi shi */?)是位于日本广岛县东南部的城市,位处冈山市与广岛市之中间,也因此成为这两大都市的“缓冲地带”。在临濑户内海处为尾道水道(日
- 流体力学流体力学(英语:Fluid mechanics)是力学的一门分支,是研究流体(包含气体、液体及等离子体)现象以及相关力学行为的科学。流体力学可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体
- 晶体管晶体管(英语:transistor),早期音译为穿细丝体,是一种类似于阀门的固体半导体器件,可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年,由约翰·巴丁、沃尔特·布喇顿和威
- 杜勒阿尔布雷希特·丢勒(德语:Albrecht Dürer,1471年5月21日-1528年4月6日)德国中世纪末期、文艺复兴时期著名的油画家、版画家、雕塑家及艺术理论家。他在二十多岁时高水准的木刻版
- 皮尔尼茨宣言《皮尔尼茨宣言》于1791年8月27日在今德国萨克森州皮尔尼茨发布,签署人为神圣罗马帝国皇帝利奥波德二世和普鲁士国王腓特烈·威廉二世。宣言号召欧洲列强支持法国国王路易十
- 沃德·坎宁安沃德·坎宁安(英语:Ward Cunningham,1949年5月26日-),是计算机程序员,也是Wiki概念的发明者。他也是设计模式和敏捷软件方法的先驱之一。他从普度大学获得(电子工程和计算机科学的)交
- 顺反异构物脯氨酸(Proline,缩写为Pro 或P )是一个α-氨基酸,20个DNA编码的其中之一。其对应密码子为CCU,CCC,CCA和CCG。脯氨酸不是一种必需氨基酸,人体可以自行合成。在20个蛋白质形成氨基酸
- 系综在统计物理中,系综(英语:ensemble)代表一定条件下一个体系的大量可能状态的集合。也就是说,系综是系统状态的一个概率分布。对一相同性质的体系,其微观状态(比如每个粒子的位置和