Essa imagem faz as órbitas do planeta parecerem muito organizadas - e fixas. Poderia a teoria do caos mexer com a precisão de um relógio? Zoonar / Thinkstock Aviso justo:se você erguer as sobrancelhas exasperado sempre que alguém menciona o "Efeito borboleta, "então você pode querer parar de ler agora. Se, Contudo, voce gosta de cutucar o preto, misterioso ponto fraco do universo para ver o que acontece, então continue.
Todos nós sabemos que os planetas do sistema solar giram em torno do sol em um ambiente calmo, moda ordenada. Na verdade, os planetas se movem com tanta precisão que os astrônomos podem calcular as características orbitais - trânsitos, eclipses, alinhamentos - com certeza. Quer uma lista de eclipses solares para os próximos 10, 000 anos? Sem problemas.
Agora, digamos que você queira olhar mais para o futuro - não milhares de anos, mas bilhões. Como essas mesas astronômicas empoeiradas se comportam então? Não muito bem, se você levar em consideração os princípios da teoria do caos. Teoria do caos afirma que pequenos insumos em um sistema extremamente complexo podem produzir resultados em grande escala. Este é o efeito borboleta mencionado anteriormente:quando uma borboleta bate suas asas na América do Sul, uma tempestade pode se desenvolver a alguns continentes de distância - sobre Brisbane, Austrália, Digamos. Alguns cientistas agora propõem que a evolução do sistema solar pode aderir à teoria do caos e que, caminho, caminho, caminho para o futuro, A Terra pode colidir com Vênus ou Marte.
Os cientistas que fizeram essa proposta na edição de 2009 da Nature - Jacques Laskar e Mickaël Gastineau - estavam trabalhando no Observatório de Paris. Mas os cientistas não usaram nenhum dos telescópios do observatório para gerar seus dados. Em vez de, eles pairavam sobre os computadores, incluindo o supercomputador JADE localizado no Centre Informatique National de l'Enseignement Supérieur, ou CINES (Centro Nacional de Computação para Ensino Superior e Pesquisa).
Todo esse poder de computação pode parecer um exagero, uma versão científica de um muscle car, até você perceber o que eles estavam tentando calcular. Tem a ver com o de Newton lei universal da gravitação .
Lembra como Sir Isaac nos disse que uma força de gravitação universal existe entre quaisquer dois objetos? Essa força é diretamente proporcional às massas dos objetos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. Ele então propôs que a gravidade do Sol é o que mantém os planetas em suas órbitas. Mas, de acordo com a própria lei de Newton, os planetas e todos os outros objetos do sistema solar, incluindo luas e asteróides, também devem operar um pouco de magia da gravidade um no outro. A complexa interação dessas forças poderia fazer com que a estabilidade do sistema solar se degradasse com o tempo? A curto prazo, não. Mesmo em períodos mais longos, os astrônomos geralmente acreditavam que o sistema solar permaneceria estável.
Então, alguns cosmologistas malucos começaram a se perguntar se a teoria do caos se aplicava às órbitas planetárias. Se então, pequenas mudanças nos movimentos planetários podem ser ampliadas com o tempo e se tornar algo substancial. Mas quanto tempo isso levaria? Milhares de anos? Milhões? Bilhões?
Para responder a essa pergunta, você precisaria levar em consideração os movimentos de todos os planetas, bem como todas as forças exercidas à medida que o movimento ocorre. Então você precisa deixar o sistema solar funcionar, como um relógio, de modo que os planetas percorreram centenas de milhares de órbitas. Como isso ocorreu, você precisaria rastrear dados importantes sobre cada planeta. Uma das peças de dados mais importantes a coletar seria excentricidade orbital - a medida de quão longe um planeta se desvia de uma forma perfeitamente circular - porque a excentricidade determina se dois planetas ocupam o mesmo espaço aéreo e correm o risco de ter um encontro próximo.
Acha que seria capaz de executar tal simulação em sua cabeça ou com um modelo de desktop do sistema solar? Provavelmente não. Um supercomputador pode, entretanto, é por isso que Laskar e Gastineau selecionaram o supercomputador JADE para fazer o trabalho pesado. Suas entradas consistiam em 2, 501 cenários orbitais, onde cada um alterou a órbita de Mercúrio em apenas alguns milímetros [fonte:Laskar and Gastineau]. Eles escolheram Mercúrio porque, como o runt do sistema solar, é o maior pushover e porque sua órbita se sincroniza com a de Júpiter para criar mudanças que se propagam por todo o sistema solar.
Para cada cenário hipotético, eles rastrearam o movimento de todos os planetas por mais de 5 bilhões de anos (a vida útil estimada do sol), deixar o computador fazer todos os cálculos complexos. Mesmo com a CPU de alta potência na unidade JADE, cada solução exigia quatro meses de computação para gerar resultados.
Felizmente para a vida na Terra, o sistema solar permanece estável em 99% dos cenários do par francês - nenhum planeta entra em rota de colisão ou é ejetado de suas órbitas [fonte:Laskar and Gastineau]. Mas em 1 por cento deles, onde o caos orbital tem o maior efeito cumulativo, A órbita de Mercúrio se torna excêntrica o suficiente para causar mudanças catastróficas no sistema solar. Algumas dessas catástrofes envolvem apenas Mercúrio, que poderia colidir com o sol ou ser desalojado de sua órbita e lançado para o espaço. Mas outro, cenários mais preocupantes acontecem com a colisão da Terra em Marte ou Vênus. Uma colisão com Vênus ocorreria em cinco etapas, todos ilustram os efeitos cumulativos do caos orbital [fonte:Laskar e Gastineau]:
Se o caos orbital existe, seus efeitos não podem ser vistos em curtos períodos de tempo. Mas os astrônomos estão reunindo outras pistas sobre a instabilidade do movimento planetário. Em fevereiro de 2012, a espaçonave Venus Express da Agência Espacial Européia perscrutou através das densas nuvens venusianas esperando ver certas características da superfície que deveriam estar lá, com base em dados de Magalhães tirados 16 anos antes. Em vez de, essas características foram deslocadas por 12 milhas (20 quilômetros), sugerindo que a rotação do planeta está diminuindo. Astrônomos apontam para a alta pressão atmosférica do planeta e ventos fortes, que criam atrito na superfície, como uma causa possível. Se os dados estiverem corretos, um dia em Vênus pode agora durar quase 250 dias terrestres [fonte:Atkinson].
Conceito artístico de Dawn orbitando Vesta. Os astrônomos estão bastante interessados em saber se o enorme asteróide poderia ter um encontro violento com o asteróide Ceres. Imagem cortesia da NASA / JPL-Caltech Claro, nenhuma dessas previsões pode ser precisa. Em 2011, quando a espaçonave Dawn da NASA entrou em órbita ao redor do asteróide Vesta, Laskar verificou as interações caóticas entre Vesta e o asteróide Ceres, e entre os dois grandes asteróides e os planetas. O que ele concluiu foi que as interações entre Vesta e Ceres irão rapidamente amplificar até mesmo o menor dos erros de medição, tornando impossível prever as órbitas planetárias - e ameaças de colisões - além de 60 milhões de anos no futuro [fonte:Shiga]. Embora as colisões entre Vesta e Ceres pareçam prováveis nesses cenários, o que acontece com os planetas é, na melhor das hipóteses, incerto.
Então, o que essa informação aparentemente contraditória significa? Primeiro, o sistema solar está cheio de muitas coisas e todos esses objetos, de acordo com as leis de Newton, exercer forças uns sobre os outros. Segundo, essas forças podem mudar as órbitas planetárias - muito - mesmo que não possamos medir essas mudanças ao longo da história da humanidade. Finalmente, e este é divertido, o universo não gera (ou destrói) mundos pacificamente, mas realmente, realmente violentamente.
Na verdade, os astrônomos têm evidências da autodestruição de outros sistemas solares. Em 2008, uma equipe do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics avistou um planeta do tamanho de Saturno orbitando uma estrela na constelação de Centaurus que estava emitindo calor demais para seu tamanho. Os cientistas acreditam agora que o grande planeta ainda irradia grandes quantidades de calor resultante de uma colisão com um protoplaneta do tamanho de Urano no passado recente daquele sistema estelar.
Em 2009, O Telescópio Espacial Spitzer da NASA detectou as consequências de um grande mashup entre um objeto do tamanho da nossa lua e outro do tamanho de Mercúrio a cerca de 100 anos-luz de distância, na constelação de Pavo (o pavão). Instrumentos no Spitzer detectaram as assinaturas reveladoras de sílica amorfa, uma substância que se forma na Terra quando os meteoritos se chocam contra o solo.
Mesmo que o nosso sistema solar não sucumba ao caos orbital e ao colapso dos planetas internos como um bilhar, podemos não estar caminhando para um final feliz. Em 5 bilhões de anos, quando o sol esgota seu suprimento de combustível, nosso calor, canto maravilhoso do universo vai começar a ficar muito desconfortável. Não muito depois disso, iremos desaparecer na barriga de nossa estrela em rápida expansão e seremos engolidos inteiros. De qualquer jeito, colisão induzida pelo caos ou morte estelar, nosso minúsculo mundo azul não vai sair com um gemido, mas com um estrondo.
Escrever isso me fez pensar em uma frase que costumava ler quando era criança:"a precisão de um relógio do universo". Pelo visto, o universo não está funcionando com a regularidade silenciosa de um ponteiro de segundos. À medida que telescópios espaciais e supercomputadores olham para o cosmos e para o futuro distante, estamos encontrando uma situação instável, universo incerto. Mas não pare de pagar seus impostos ainda - parece que a Receita Federal não irá embora tão cedo.
