幾百年來，天文學(xué)家和物理學(xué)家一直在努力搞清楚太陽系到底能“活多久”。而根據(jù)研究人員的最新模擬，考慮到各種重要影響因素，太陽系的“壽命”要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上世紀(jì)所預(yù)測的一百億億年。

加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)家喬恩•津克(Jon Zink)和密歇根大學(xué)的天文學(xué)家康斯坦丁•巴蒂金(Konstantin Batygin)在新發(fā)表的論文中寫道，“理解太陽系的長期動態(tài)穩(wěn)定性，是天體物理學(xué)最久遠(yuǎn)的追求之一。這可以追溯到物理學(xué)家艾薩克•牛頓(Isaac Newton)的時期，他推測行星之間的相互作用最終會導(dǎo)致太陽系的不穩(wěn)定。”

但預(yù)測壽命比我們想象的更為復(fù)雜。

根據(jù)N體問題(N-body problem)，參與動力系統(tǒng)、相互作用的物體數(shù)量越多，系統(tǒng)變化越復(fù)雜，對其預(yù)測越困難。所以，由于這種復(fù)雜性，如果超出一定時間跨度對太陽系天體的軌道進行預(yù)測，這種預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性將難以保證。

天文學(xué)家在1999年曾做出預(yù)測，太陽系至少需要一百億億年才會慢慢解體。但喬恩•津克的研究團隊稱，這一估算遺漏了可能導(dǎo)致太陽系遭到破壞的一些重要因素。

首先，要考慮到太陽的存在。大約50億年后，隨著太陽的消亡，它會膨脹成紅巨星，吞沒水星、金星和地球。然后，它將釋放其近一半的質(zhì)量，由恒星風(fēng)吹向太空，剩下的白矮星將只有當(dāng)前太陽質(zhì)量的54%。這種質(zhì)量的減少會減小太陽對其余行星、外部氣體和冰巨星 ( Ice Giants )等的引力。

其次，當(dāng)太陽系圍繞銀河系中心運行時，大約每2300萬年就會受到其它星球的擾動影響。研究人員寫道，“只要有足夠的時間，一些行星在運行過程中就會互相接近，從而分離或者破壞其他行星。”

考慮到這些額外的影響，喬恩•津克的研究團隊使用Shared Hoffman2 Cluster，對外部行星進行了10次N體模擬。這些模擬分成兩個階段，從開始直到太陽的質(zhì)量損失階段，以及質(zhì)量損失后的階段。雖然10次模擬不是一個龐大的統(tǒng)計樣本，但該研究團隊發(fā)現(xiàn)每次模擬都有類似的場景出現(xiàn)。

在太陽完成向白矮星的進化后，外行星的軌道擴大，但仍然保持相對穩(wěn)定。不過，木星和土星以5:2穩(wěn)定共振，即木星圍繞太陽每公轉(zhuǎn)五次，土星圍繞太陽公轉(zhuǎn)兩次。擴大的軌道以及行星共振使得太陽系更容易受到行星經(jīng)過時擾動的影響。

300億年后，這種恒星擾動將那些穩(wěn)定的軌道扭曲成了混亂的軌道，導(dǎo)致行星的損失。除了一顆行星外，所有的行星都脫離了它們的軌道，就像流氓行星一樣逃往銀河系。剩下的這顆孤獨的星球還將存在500億年，但它的命運已經(jīng)注定。最后，它也將被經(jīng)過的恒星所影響破壞。最終，在太陽變成白矮星1000億年后，太陽系便不復(fù)存在。

模擬的消亡時間比1999年提出的時間要短得多。研究人員還注意到，這取決于當(dāng)前對銀河環(huán)境的觀測，以及對恒星飛行的估計，這兩者都可能發(fā)生變化。也就是說，以上估測的時間并非一成不變。

即使對太陽系消亡時間的估計確實發(fā)生了變化，距離估計的消亡時間還有數(shù)十億年。人類看到太陽系消亡的可能性將微乎其微。

關(guān)鍵詞： 太陽系能“活多久”