Знание-сила, 2009 № 02 (980) - [10]
В ту пору машине понадобилось пять месяцев, чтобы проследить траектории четырех гигантских планет и Плутона на протяжении 845 миллионов лет. Что же открылось на небесах? Планеты-гиганты, как и подобает сильным мира сего, невозмутимо кружили по раз и навсегда заведенным орбитам. Ничто не могло выбить их из колеи. А вот Плутон вел себя иначе; поведение его было хаотическим. Что в данном случае подразумевают под этим словом?
Попробуем поместить планету в какой-либо точке А ее траектории; она начнет двигаться по орбите, совершая оборот за оборотом. К концу нашего расчета она окажется в точке В. Повторим опыт, но теперь планета начнет движение из точки А, отстоящей от точки А на бесконечно малую величину. Планета окажется почти в той же самой точке В, в которой финишировала в прошлый раз. Таким образом, ее поведение является величиной предсказуемой. Дело обстоит по-другому, когда планета ведет себя «хаотически».
В этом случае окружающие ее небесные тела оказывают на планету столь сильное воздействие, что стоит только чуть-чуть — на бесконечно малую величину — изменить условия проведения расчета, как результат получится самым неожиданным, и планета окажется вовсе не там, где вы надеялись ее застать. В одних случаях разница составит небольшую величину, в других будет весьма значительной.
Теперь признаем, что астрономы пока не могут определить координаты любой из планет Солнечной системы с точностью до метра. В таком случае — делаем неутешительный вывод, — начиная с какого-то момента предсказать положение планеты, движущейся хаотически, нельзя. Куда занесет ее судьба, нам остается только гадать. Наука смиренно молчит.
Зуссман и Уисдом констатировали, что по прошествии 20 миллионов лет движение Плутона станет непредсказуемым. Вскоре выяснилось, что и ближайшие к Солнцу планеты тоже движутся хаотически. Уже через пять миллионов лет судьбы их покрываются мраком, и сказать что-либо об их будущем невозможно.
Земля, Венера, Марс, Меркурий, Плутон
В начале 2008 года французский астроном Жак Ласкар опубликовал результаты исследования, которое с некоторой долей вероятности обещает нашей планетной системе немалые трудности — возвращение хаоса древних времен. Когда-то в окрестности Солнца было, как в Москве в гололед. Планеты сталкивались друг с другом, с астероидами, с кометами.
После подобной катастрофы, пережитой Землей, у нее появился спутник — Луна, буквально сотворенный «из ее ребра» (см. «З-С», 8/05). Меркурий, испытав удар, лишился «скальпа» — покрывавшей его коры (см. «З-С», 6/07). Венера, быть может, свернула с привычной орбиты и стала вращаться в обратную сторону (см. «З-С», 9/08). Нептун разогнал мельтешившую вокруг толпу астероидов: удалившиеся от Солнца, они образовали так называемый пояс Койпера (см. «З-С», 3/07). Далекое прошлое было временем непредсказуемых коллизий. В этой реке времени, как в зеркале вод, грозит отразиться далекое будущее.
Конечно, вероятность такого развития событий невелика. И все же этот кошмар случается в научных расчетах, когда астрономы пытаются моделировать, что произойдет с Землей, например, через 40 миллионов лет. В одном-двух случаях из ста Земля оказывается на пути Меркурия или Марса. Следует удар, выжигающий все, что останется живого на нашей планете.
В начале девяностых годов Ласкар уже привлек внимание, опубликовав сенсационную работу под названием «Хаотические процессы в Солнечной системе». Ему удалось рассчитать, как будут меняться орбиты планет (за исключением Плутона) на протяжении 25 миллиардов лет. Период этот в пять раз длиннее того промежутка времени, в течение которого существует наша Солнечная система. Уже через пять миллионов лет поведение ряда планет становилось непредсказуемым. Поэтому Ласкар не стал скрупулезно, шаг за шагом, высчитывать координаты небесных тел. Он изменил метод вычислений. Его интересовало другое: каким образом в далеком будущем станут меняться формы орбит, по которым движутся планеты.
И на этот раз оказалось, что орбиты планет-гигантов (Юпитер, Нептун и иже с ними) являются чрезвычайно стабильными. Поведение этих небесных тел и через миллиарды лет будет напоминать надежную работу курантов. Как заведенные, они продолжат кружить близ Солнца. А вот другие планеты то и дело сбивались с верного пути. Плоскость орбиты Марса наклонялась на 10 градусов по отношению к эклиптике. Сегодня этот показатель составляет всего два градуса. У Меркурия же он и вовсе достигал 20 градусов.
Новая работа Ласкара подводила итог многолетним расчетам. Она содержала 1001 модель, описывавшую перспективы Солнечной системы. Кажется, все случаи жизни были явлены в этом калейдоскопе предначертанного бытия. Так вот, примерно в 20 случаях орбита Меркурия со временем все менее напоминала круговую. Эту планету притягивал к себе Юпитер — она спешила к нему, бросаясь наперерез другим небесным телам. Так иной пешеход, не замечая опасного движения машин, спешит на другую сторону улицы. В этих моделях «под колеса» Земле и Марсу бросался Меркурий. Эксцентриситет его орбиты превышал 0,6 (при эксцентриситете, равном нулю, планета движется по круговой орбите, а равном единице — по параболе).
