A Kozmoszban egyre több anomáliát fedezünk fel: legyen szó túlságosan fényes csillagokról vagy ismétlődő rádiójelekről. Ritkán esik szó azonban az általunk ismert legkiugróbb anomáliáról – sőt egész anomália-komplexről: erről a Földről.

2000-ben két kutató, Peter Ward és Donald Brownlee kiadott egy könyvet, amely lehetséges magyarázatot adott fajunk látszólagos egyedüllétére – és ez lett a Ritka Föld hipotézis alapműve (Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe). Egyszerűen fogalmazva, a hipotézis lényege, hogy a Föld rendkívül egyedi körülményei, amelyek lehetővé tették az összetett élet kialakulását és virágzását, rendkívül ritkák – és nem valószínű, hogy nagyobb gyakorisággal előfordulnak az univerzumban.

Egy május 3-án publikált tanulmány pedig egy újabb ilyen körülményt említ: azt, hogy egyáltalán miért létezik még a Föld, és miért nem csapódott neki egy másik planétának a belső Naprendszer káoszában – pontosabban: hogy miért nincs káosz a belső Naprendszerben. A modellek szerint ugyanis az itt keringő égitesteknek (Merkúr, Vénusz, Föld és Mars) már rég ütközniük kellett volna egymással – a tanulmányról a Live Science számolt be.

A bolygók folyamatosan kölcsönös gravitációs erőt fejtenek ki egymásra – és ezek bár gyengébb erők, azért folyamatosan kisebb módosításokat végeznek a bolygók pályáján. A külső bolygók, amelyek sokkal nagyobbak, jobban ellenállnak ezeknek a gyengébb graivtációs erőknek, és így viszonylag stabil pályát tartanak fenn. A belső bolygók pályáinak problémája azonban még mindig túl bonyolult ahhoz, hogy pontosan meg lehessen oldani.

A 19. század végén Henri Poincaré matematikus bebizonyította, hogy matematikailag lehetetlen megoldani a három vagy több kölcsönhatásban lévő objektum mozgását szabályozó egyenleteket, amely bizonytást gyakran "három test problémának" is neveznek. Mindehhez vegyük hozzá a kaotikus rendszer Ljapunov-idejét! Ez az az idő ugyanis amely alatt két, majdnem azonos kiindulási feltételek melletti pálya egy meghatározott mértékben eltér. 1989-ben Jacques Laskar csillagász, a Nemzeti Tudományos Kutatási Központ és a Párizsi Obszervatórium kutatási igazgatója, valamint ezen új tanulmány társszerzője kiszámolta, hogy a belső Naprendszer bolygópályáira jellemző Ljapunov-idő mindössze 5 millió év volt. Mint Laskar a Live Science-nek elmondta:

„Például, ha egy bolygó helyzetének kezdeti bizonytalansága 15 méter, 10 millió évvel később ez a bizonytalanság 150 méter; 100 millió év után további 9 számjegy elvész, ami 150 millió kilométeres bizonytalanságot ad, ami megegyezik a Föld és a Nap távolságával – Alapvetően fogalmunk sincs, hol van a bolygó.”

Vagyis két olyan forgatókönyvet is fel lehet venni, amelyben a Merkúr, a Vénusz, a Mars és a Föld távolsága a legkisebb mértékben eltér egymástól, és az egyikben a bolygók egymásba csapódnak, a másikban pedig eltávolodnak egymástól. Ráadásul Laskar példájában 100 millió év szerepel, míg a Naprendszer ennél mérhetetlenül vénebb: 4,5 milliárd éves – és ezen idő alatt mégsem ütköztek össze ezek a bolygók, illetve egyik sem repült ki a Naprendszer káoszából. Hogy miért nem, azt a kutatók sem értik igazán.

A mostani tanulmány során Laskar új megközelítést alkalmazott: lemodellezte a belső bolygók pályáit a következő 5 milliárd évre vetítve – egyik pillanatról a másikra. És ezen modell szerint mindössze egy százalék esélyt talált ezen planéták ütközésére. Ugyanezzel a megközelítéssel úgy számolta, hogy átlagosan körülbelül 30 milliárd évbe telik, amíg bármelyik két bolygó összeütközik.

Laskar és kollégái a matematikán keresztül így először azonosítottak olyan "szimmetriákat" vagy "megőrzött mennyiségeket" (conserved quantities) a gravitációs kölcsönhatásokban, amelyek "gyakorlati akadályt képeznek a bolygók kaotikus vándorlása előtt". Ezek a felbukkanó mennyiségek szinte állandóak maradnak, és gátolják a kaotikus mozgásokat, de nem akadályozzák meg őket teljesen.

Egy másik kutató, aki nem vett részt ebben a tanulmányban, mindezt így fogalmazta meg a Live Science-nek:

“Naprendszerünk bolygópályái kivételesen gyenge káoszt mutatnak.”

(Kép: NASA/JPL-Caltech)