นักคณิตศาสตร์เผยผลคำนวณล่าสุด ระบบสุริยะยังเกาะกลุ่มกันเหนียวแน่น อยู่ต่อไปได้อีกอย่างน้อยแสนปี

ในทุกเดือนเราจะได้ยินข่าวดาราศาสตร์เกี่ยวกับการระเบิดซูเปอร์โนวา หลุมดำ หรือเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่ทำให้ระบบดาวฤกษ์ในจักรวาลถูกทำลาย แล้วระบบสุริยะที่เป็นบ้านของดาวเคราะห์ทั้งแปดรวมถึงโลก ซึ่งอยู่มานานถึง 4.5 พันล้านปีแล้วนั้น จะอยู่ยั้งยืนยงต่อไปได้อีกนานแค่ไหน ?

ในอดีตมีผู้พยายามคำนวณหาอายุขัยของระบบสุริยะมาแล้วมากมาย หนึ่งในนั้นคาดว่าระบบสุริยะจะอยู่ต่อไปได้สูงสุดถึง 1 แสนล้านปี โดยดาวเคราะห์บริวารของดวงอาทิตย์จะยังไม่เคลื่อนออกจากวงโคจรเดิมของตนเอง ชนปะทะกัน หรือหลุดกระเด็นออกสู่ความเวิ้งว้างของห้วงอวกาศไปเสียก่อน

แต่การคำนวณในกรอบเวลาที่กว้างมากขนาดนี้ ทำให้นักคณิตศาสตร์พิจารณาตัดปัจจัยยิบย่อยหลายข้อที่ส่งผลต่ออายุขัยของระบบสุริยะออกไป โดยไม่นำมาคำนวณร่วมด้วย ทำให้ผลคำนวณที่ได้ดังข้างต้นเสี่ยงจะคลาดเคลื่อนได้สูง

ด้วยเหตุนี้นักคณิตศาสตร์ 2 คน จากมหาวิทยาลัยโซเฟียในประเทศบัลแกเรีย จึงลองคำนวณอายุขัยและทำนายความเป็นไปในอนาคตของระบบสุริยะดูใหม่ โดยให้มีกรอบเวลาในการทำนายสั้นลงเหลือเพียง 100,000 ปี แต่จะมีการนำปัจจัยต่าง ๆ ที่ถูกละเลยจากการคำนวณในอดีต กลับมาพิจารณาใหม่โดยมีความละเอียดซับซ้อนในการคำนวณมากขึ้น

รายงานวิจัยที่เผยแพร่ในเว็บไซต์คลังเอกสารวิชาการออนไลน์ arXiv.org ระบุว่า การคำนวณโดยทีมนักคณิตศาสตร์บัลแกเรียจะมีความแม่นยำมากกว่าที่เคยทำกันมา เพราะจะนำข้อมูลการโคจรและแนวโน้มที่ผิดปกติต่าง ๆ ของดาวเคราะห์ทุกดวงรวมทั้งดาวเคราะห์แคระพลูโตมาพิจารณาด้วย ทั้งยังมีการรวมเอามวลของวัตถุอวกาศในระบบสุริยะเข้ามาในการคำนวณมากกว่าเดิม

ทีมนักคณิตศาสตร์ได้แปลงองค์ประกอบในการโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ให้กลายเป็นสมการเชิงอนุพันธ์เบื้องต้นในอันดับที่หนึ่ง (first-order ordinary differential equations) 54 สมการ แล้วใช้คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะธรรมดาทำการคำนวณที่มีทั้งหมด 6,290,000 ขั้นตอน

แบบจำลองคอมพิวเตอร์ดังกล่าวสามารถพิสูจน์ได้ว่า การโคจรเป็นวงรีของวัตถุทั้งหมดในระบบสุริยะมีความเสถียรไม่เปลี่ยนแปลงไปอย่างแน่นอน ภายในกรอบเวลา 100,000 ปีข้างหน้านี้ โดยแกนหมุนหลักและรองของดาวเคราะห์แต่ละดวงมีความผันผวนน้อยมากเพียงไม่ถึง 1% เท่านั้น

ปัญหาเรื่องเสถียรภาพของระบบสุริยะทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องขบคิดกันมานานเกือบ 300 ปี โดยเซอร์ไอแซก นิวตัน เป็นคนแรกที่กล่าวถึงแรงกระทำระหว่างกันของดาวเคราะห์ ว่าอาจทำให้เกิดความปั่นป่วนขึ้นในระบบสุริยะได้ โดยยิ่งมีจำนวนวัตถุมากในระบบที่มีพลวัตสูง ต่างก็จะยิ่งรบกวนกันมากขึ้น ซึ่งแนวคิดนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อของ “ปัญหาหลายวัตถุ” (N-body problem)

…….

ข่าว บีบีซี ไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว