О предсказании планетарных орбит

Ряд исследований показал, что внутренняя часть Солнечной системы хаотична, с временной шкалой Ляпунова около 5 миллионов лет. Эта временная шкала в 5 миллионов лет означает, что, хотя можно достаточно разумно создать планетарную эфемериду (основанный на времени каталог того, где планеты были/будут находиться), который охватывает период от 10 миллионов лет в прошлое до 10 миллионов лет в будущее, переходя дальше этого по существу невозможно. Через сто миллионов лет положение планеты на ее орбите становится полной ерундой, а это означает, что неопределенности в положениях планет превышают радиусы орбит.

Что можно сделать, так это отказаться от идеи предсказания положения и вместо этого спрашивать только о параметрах, определяющих размер, форму и наклон орбит планет. Это позволяет взглянуть на вековой хаос, а не на динамический хаос, что, в свою очередь, позволяет попытаться ответить на ключевой вопрос: стабильна ли Солнечная система?

Ответ на этот вопрос «не совсем». Главный виновник — Меркурий, самая хаотичная из всех планет. Одним из факторов является его небольшой размер, который усиливает возмущения от других планет. Еще один фактор — резонансы с Юпитером и Венерой. Обе эти планеты имеют несколько резонансов с эксцентриситетом Меркурия (Юпитер в большей степени, чем Венера), а Венера также имеет несколько резонансов с наклоном Меркурия. Эти резонансы означают гибель Меркурия. Меркурий стоит на пороге векового хаоса и, вероятно, будет выброшен из Солнечной системы через несколько миллиардов лет.

О предсказании затмений

Проблема хаоса становится еще более серьезной при попытке предсказать затмения, особенно солнечные затмения. Солнце, Юпитер и Венера оказали заметное влияние на долгосрочное поведение орбиты Луны. Однако еще более важно то, что Луна удаляется от Земли из-за приливных взаимодействий, и эта скорость непостоянна. Нынешняя скорость рецессии примерно вдвое превышает среднюю скорость за последние несколько сотен миллионов лет. Изменения формы и взаимосвязанности океанов резко меняют скорость, с которой Луна удаляется от Земли. Таяние льда, покрывающего Антарктиду и Гренландию, также значительно изменит скорость отступления, как и Земля войдет в новое оледенение. Даже небольшое изменение лишает возможности делать долгосрочные прогнозы орбиты Луны.

НАСА разработало пару каталогов солнечных затмений: один охватывает 5000-летний период, охватывающий период от примерно 4000 лет назад до примерно 1000 лет в будущем; другой каталог солнечных затмений за 10 000 лет, охватывающий период от примерно 6000 лет назад до примерно 4000 лет в будущем. Точность этих каталогов резко снижается до 3000 лет назад и после 1000 лет до цифры. За этими внутренними пределами траектория затмения над поверхностью Земли становится заметно ненадежной, равно как и возможность определить, будет ли затмение частичным, полным, кольцеобразным или гибридным. На внешних временных границах более длинного каталога вопрос о том, произошло ли затмение или произойдет ли оно, становится немного сомнительным.

Из-за гораздо большей тени Земли предсказания лунных затмений немного надежнее, но ненамного. Проблема заключается в экспоненциальном росте ошибки, характерном для динамически хаотических систем. Предсказания лунных затмений более чем через несколько десятков тысяч лет в будущем являются более или менее бессмыслицей. Миллионы лет, заданные в вопросе: Нет.

Методика усреднения орбиты еще раз может помочь в определении характеристик орбиты Луны (но не положения на орбите). Это может быть дополнено геологическими записями. Различные приливные ритмиты дают представление о палеологической орбите Луны. Несколько скальных образований демонстрируют слоистость, в которых записано количество дней в месяце и количество месяцев в году на момент образования горного образования.

использованная литература

Адамс, Фред С. и Грегори Лафлин. «Миграция и динамическая релаксация в переполненных системах планет-гигантов». Икар 163.2 (2003): 290-306.

Эспенак и Меус. «Канон солнечных затмений пяти тысячелетий: от -1999 до +3000». Техническая публикация НАСА TP-2006-214141 (2006 г.).

Эспенак и Меус. «Канон длинных солнечных затмений десяти тысячелетий». Прогнозы затмений Фреда Эспенака и Жана Миуса (NASA's GSFC) .

Ласкар, Жак. «Численный эксперимент по хаотическому поведению Солнечной системы». Природа 338 (1989): 237-238.

Ласкар, Жак. «Крупномасштабный хаос и предельная стабильность в Солнечной системе». Небесная механика и динамическая астрономия 64.1-2 (1996): 115-162.

Ласкар, Жак и Моник Гастино. «Существование столкновительных траекторий Меркурия, Марса и Венеры с Землей». Природа 459.7248 (2009): 817-819.

Литвик, Йорам и Янцинь Ву. «Теория векового хаоса и орбиты Меркурия». Астрофизический журнал 739.1 (2011): 31.

Литвик, Йорам и Янцинь Ву. «Вековой хаос и его применение к Меркурию, горячим Юпитерам и организации планетных систем». Труды Национальной академии наук (2013 г.): 201308261.

Наоз, Смадар и др. «Секулярная динамика в иерархических системах трех тел». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества (2013 г.): stt302.

Насколько далеко вперед мы можем предсказывать солнечные и лунные затмения?

У НАСА есть расчеты неопределенности , которые показывают, насколько мы уверены в том, когда происходят затмения. Судя по обратной стороне конверта, затмения, вероятно, будут отличаться на целый день через 35 тысяч лет. Тем не менее, у нас есть сезоны затмений , поэтому мы знаем, что затмения будут продолжаться и примерно в какое время года.

Луна удаляется от Земли, поэтому полные затмения со временем станут реже. Более дальняя орбита также медленнее, поэтому количество затмений в год также со временем уменьшится. Затмения будут происходить до тех пор, пока Солнце не расширится, поскольку оно начнет умирать примерно через 5 или 6 миллиардов лет. Какое-то время они будут транзитами , а затем мы окажемся внутри солнечной атмосферы, и силы трения могут существенно изменить нашу орбиту. Все это предполагает, что гравитационное тело, не находящееся в Солнечной системе ( или находящееся!?! ), не радикально меняет систему каким-либо образом.

Солнечная система неинтегрируема и имеет хаос. Система трех тел Солнце-Земля-Луна может быть хаотичной.

Как указывалось в других сообщениях, 4 миллиарда лет обращения предполагают определенную стабильность системы.

Хаос означает, что при немного отличающихся начальных условиях мы получаем совершенно разные результаты. На самом деле стабильность Солнечной системы помогает продемонстрировать, что гравитационные системы хаотичны — если бы тела каждый раз улетали в глубокий космос, это было бы предсказуемо. Поскольку 3 системы тела идут, Солнце/Земля/Луна стабильны.

Послушай, я знаю, что ответы только по ссылкам ужасны, но я не хочу портить сюрприз. Проверьте эту ссылку .

Это в Википедии! Можно с уверенностью сказать, что если Википедия что-то знает, то эксперты знают гораздо больше. Мы очень хорошо знаем динамику системы Солнце-Земля-Луна, включая возмущения и наиболее вероятные источники будущих нарушений, поэтому, за исключением крупных столкновений с астероидами или чего-то еще, мы, вероятно, можем предсказать время лунных и солнечных затмений на следующий миллион годы. Теперь я сомневаюсь, что у нас будет такое же точное время, как то, что вы видели, для диапазона в миллион лет, но, без сомнения, мы сообщим вам день, приблизительное время и вероятное местоположение (возможно, некоторые геологи могли бы помочь, предсказав тектоника плит на следующий миллион лет, чтобы получить местоположение). Извините, я не могу дать вам более научный ответ. Я позволю кому-нибудь другому иметь эту честь; Я просто хотел показать вам, как далеко вперед мы уже можем предсказывать

Учитывая, что мы вообще существуем, мы можем с уверенностью отследить положение планет (и нашей Луны) на пару миллиардов лет. Я не вижу причин, за исключением неожиданного появления довольно массивных объектов экзосистемного происхождения, что положение станет достаточно хаотичным, чтобы быть непредсказуемым в любое время в течение следующих нескольких миллиардов лет. Я предполагаю, что это может немного зависеть от определения «предсказать» — можем ли мы предсказать начало затмения через 10 миллионов лет с точностью до одного пикосекунды? Возможно нет.

РЕДАКТИРОВАТЬ - даже начинающий астроном-любитель вроде меня должен был добиться большего. Не хочу всех разочаровывать, но в недалеком будущем солнечных затмений не будет вообще!