Is ons zonnestelsel stabiel? Zou de zon ooit de maan van de aarde kunnen wegtrekken? Of zouden de buitenste planeten ooit de aarde uit het zonnestelsel weg kunnen trekken?
26/05/2008 - Tom (35 jaar)
Context van de vraag:Weten we met zekerheid of onze configuratie zon-aarde-maan stabiel is over een oneindig tijdsinterval, of valt niet uit te sluiten dat, over een extreem lang tijdsverloop, de zon bijvoorbeeld de maan van de aarde weg zou kunnen trekken?
En een tweede gelijkaardige vraag: is de configuratie van planeten in ons zonnestelsel stabiel, of zou het bijvoorbeeld kunnen dat de buitenste planeten de aarde ooit uit het zonnestelsel weg zullen trekken?
Mijn vraag gaat echt zuiver over de stabiliteit van deze n-lichaam configuraties op zichzelf, en over een eindeloos tijdsinterval, dus abstractie makend van eventuele andere factoren zoals bijvoorbeeld de beperkte levensduur van onze zon, of eventueel zelfs van het heelal.
Bestaat er een rigoreus bewijs van deze stabiliteit, of is zo een bewijs niet mogelijk?
Antwoord
Beste Tom, blij nog eens van jou te horen!
Er bestaat inderdaad geen rigoereus bewijs dat het zonnestelsel stabiel is. Het beste dat men kan doen, is, vertrekkende van de huidige toestand, de bewegingsvergelijkingen van de verschillende planeten te integreren over lange tijden. Laplace heeft dit al gedaan over een 5000-tal jaar (de bijbelse ouderdom van het heelal), en het bleek in orde te zijn. Sindsdien heeft men de berekeningen overgedaan over de 10 miljard jaar die overeenkomen met de verwachte levensduur van ons zonnestelsel, en het blijkt ook OK te zijn (al doet in sommige simulaties Mercurius rare dingen). Maar integreren over oneindig lang is per definitie niet mogelijk... We kunnen dus stellen dat het zonnestelsel 'praktisch' instabiel is, maar niet rigoereus theoretisch.
Wanneer men analoge berekeningen doet met andere beginvoorwaarden, dan blijken de configuraties soms instabiel te zijn. Het ziet ernaar uit dat wij onze stabiliteit te danken hebben aan een zekere hierarchie in het zonnestelsel, met een heel grote planeet (Jupiter), een planeet die een stuk kleiner is (Saturnus) en de rest nog een stuk kleiner. In stelsels waar dergelijke hierarchie niet bestaat, lijkt stabiliteit niet zo gemakkelijk op te treden. En we stellen inderdaad vast dat systemen met exoplaneten (planeten rond andere sterren) vaak banen hebben met grote excentricteiten, hetgeen erop wijst dat er sterke dynamische effecten zijn opgetreden. Wellicht zijn in dergelijke systemen sommige planeten gewoon ge-ejecteerd.
We moeten niet bang zijn: het beste bewijs dat ons zonnestelsel vrij stabiel is, is dat we hier zijn na 4.567 miljard jaar. Eigenlijk moeten we blij zijn dat gravitatie intrinsiek eerder tot instabiliteiten leidt, want het is daarom dat er uberhaupt structuurvorming is opgetreden in het heelal.
Deze vraag werd beantwoord door:
Prof. Christoffel Waelkens
Gewoon Hoogleraar Sterrenkunde
 |
Katholieke Universiteit Leuven |
Gerelateerde vragen
Stuur dit antwoord naar een vriend Deze pagina afdrukken |
Dit project wordt ondersteund door het actieplan wetenschapsinformatie en innovatie,