Gulir untuk membaca

Selain memberikan penjelasan matematis untuk keberpihakan yang ditemukan di tata surya, wawasan penelitian baru ini dapat membantu para ilmuwan memahami lintasan planet ekstrasurya di sekitar bintang lain.

Planet tidak dapat diprediksi

Planet terus-menerus menarik gravitasi satu sama lain, dan tarikan kecil itu terus membuat penyesuaian kecil pada orbit planet. Planet luar (Jupiter dan seterusnya), yang jauh lebih besar, lebih tahan terhadap tarikan kecil sehingga mempertahankan orbit yang relatif stabil.

Masalah lintasan planet dalam, bagaimanapun, masih terlalu rumit bagi para ilmuwan untuk dipecahkan dengan presisi. Pada akhir abad ke-19, ahli matematika Henri Poincare membuktikan bahwa secara matematis mustahil untuk memecahkan persamaan yang mengatur gerak dari tiga atau lebih objek yang berinteraksi (sering dikenal sebagai masalah tiga benda).

Akibatnya, ketidakpastian detail posisi awal dan kecepatan planet terus bertambah seiring waktu. Dengan kata lain: Dimungkinkan untuk mengambil dua skenario di mana jarak antara Merkurius, Venus, Mars dan Bumi hanya berbeda sedikit. Dalam satu skenario, planet akan bertabrakan satu sama lain dan dalam skenario lain, mereka akan saling membelokkan.

Waktu yang diperlukan dua lintasan dengan kondisi awal yang hampir sama untuk menyimpang dengan jumlah tertentu disebut waktu Lyapunov dari sistem kacau.

Pada tahun 1989, Jacques Laskar, astronom dan direktur penelitian di Pusat Penelitian Ilmiah Nasional dan Observatorium Paris dan rekan penulis studi baru, menghitung karakteristik waktu Lyapunov dari orbit planet tata surya bagian dalam. Dia menemukan Lyapunov hanya membutuhkan 5 juta tahun.

“Itu berarti pada dasarnya Anda kehilangan satu digit setiap 10 juta tahun,” kata Warriors kepada Live Science.

Jadi, misalnya ketidakpastian awal posisi planet adalah 15 meter, 10 juta tahun kemudian ketidakpastian ini menjadi 150 meter. Setelah 100 juta tahun, 9 digit lainnya hilang, memberikan ketidakpastian 150 juta kilometer, setara dengan jarak antara Bumi dan matahari. “Pada dasarnya Anda tidak tahu di mana planet ini,” kata Warriors.

100 juta tahun mungkin terdengar lama, tetapi tata surya kita berusia lebih dari 4,5 miliar tahun. Tidak adanya peristiwa dramatis seperti tabrakan planet atau planet yang terlempar dari semua gerakan kacau itu telah lama membingungkan para ilmuwan.

Laskar kemudian memandang masalah itu dengan cara yang berbeda. Ini mensimulasikan lintasan planet bagian dalam selama 5 miliar tahun ke depan, melangkah dari satu momen ke momen berikutnya. Dia menemukan kemungkinan tabrakan planet hanya 1 persen. Dengan menggunakan pendekatan yang sama, dia menghitung, dibutuhkan rata-rata sekitar 30 miliar tahun untuk salah satu planet bertabrakan.

Bertahan hidup dalam Kekacauan

Menggali matematika, Laskar dan rekan-rekannya mengklaim telah mengidentifikasi apa yang disebut simetri atau ‘kuantitas yang dipertahankan’ dalam interaksi gravitasi. “Simetri menciptakan penghalang praktis dalam kekacauan pengembaraan planet,” klaim Warriors.

Kuantitas yang muncul tetap hampir konstan dan menghambat pergerakan kekacauan tertentu, tetapi tidak mencegah kekacauan total. Laskar mencontohkan, seperti bibir piring makan yang terangkat, akan mencegah makanan jatuh dari piring, tapi tidak mencegahnya jatuh secara total. “Kita dapat berterima kasih atas jumlah ini untuk stabilitas tata surya kita,” katanya.

Profesor Ilmu Planet di Universitas Arizona, Renu Malhotra menyoroti betapa halus atau cerdiknya mekanisme yang diidentifikasi dalam penelitian ini. “Menarik bahwa orbit planet tata surya kita menunjukkan kekacauan yang sangat lemah,” katanya.

Dalam karya lainnya, Laskar dan rekannya sedang mencari petunjuk apakah jumlah planet di tata surya pernah berbeda dengan yang kita lihat sekarang. Meski begitu, semua stabilitas yang diklaim dalam penelitian tersebut masih dipertanyakan.

Untuk satu hal, apakah jumlah yang tertahan selalu terjadi selama milyaran tahun, sebelum kehidupan berevolusi? Sumber: LiveScience