Проявляется ли хаос в движении внешних планет-гигантов в Солнечной
системе? Долгое время два разных метода расчета давали противоположные
ответы. Американский исследователь, по-видимому, разрешил этот парадокс.
Точность,
с которой астрономы могут предсказывать солнечные затмения и движение
планет, наводит на мысль, что динамика крупных тел в Солнечной системе
абсолютно предсказуема. На самом деле это впечатление обманчиво.
Регулярным движение планет кажется лишь в тысячелетнем масштабе, но,
когда счет идет на миллионы лет, в их динамику вполне может вмешаться
хаос.
Разобраться с этой ситуацией попробовал Уэйн Хэйес из
Калифорнийского университета в Ирвайне (США). Он пришел к интересному
выводу — всё дело в погрешности начальных данных.
Начальные
данные для этих вычислений — положение и скорости дальних планет —
берутся из астрономических наблюдений и известны сейчас с относительной
погрешностью чуть лучше одной миллионной. Это может показаться очень
высокой точностью, но, как выяснил автор, даже в этих пределах
встречаются и регулярные, и хаотические ситуации, и более того — они
перемешаны. Для доказательства автор взял 31 набор параметров орбит,
все из которых лежат в пределах наблюдательных погрешностей. В пределах
интервала моделирования в 200 миллионов лет 21 из них оказались
хаотическими, а 10 — регулярными.
Иными словами, если взять
наугад какие-нибудь начальные данные в этих пределах, то они могут с
какой-то вероятностью получиться регулярными, а с какой-то —
хаотическими. Именно в этом кроется, по мнению автора, расхождение
между расчетами разных групп. А какой ситуации отвечает реальность, при
сегодняшнем уровне знаний сказать нельзя.
На самом деле, эта
работа не только предлагает ответ на давнюю загадку, но и ставит перед
физиками новые вопросы. Совершенно непонятно, откуда возникает такая
тонкая структура в хаосе — то есть такое тщательное перемешивание
регулярных и хаотических ситуаций. Никакие известные резонансные
явления в динамике внешних четырех планет объяснить это пока не могут.
Не исключено, что в конце концов окажется, что резонансный механизм
порождения хаоса вообще не сможет описать эти результаты, и тогда
динамика Солнечной системы поставит перед теорией динамических систем
уже вопросы не прикладного, а фундаментального характера.
|