El Sistema Solar interior debería ser un caos total, según los modelos físicos: su relativa estabilidad se sustenta en ciertos parámetros que lo armonizan
Pablo Javier Piacente
Recreación artística de dos planetas rocosos chocando. CRÉDITOS: NASA/JPL-CALTECH.
Un nuevo análisis del “caos ordenado” que caracteriza al Sistema Solar revela cómo un conjunto de extrañas simetrías han permitido a la Tierra evitar las colisiones planetarias durante miles de millones de años, haciendo posible que aún sigamos aquí. Los científicos sostienen que algunas condiciones especiales hacen posible que los planetas internos del Sistema Solar no colisionen entre ellos de forma permanente, tal como indicarían otros modelos.
Una investigación publicada recientemente en la revista Physical Review X ha encontrado una posible explicación para la armonía aparente que caracteriza al Sistema Solar y que desconcierta a los científicos: mientras los modelos físicos indican que los planetas interiores, o sea Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, deberían colisionar constantemente, unas misteriosas simetrías inhiben ese comportamiento caótico y hacen posible que el sistema permanezca relativamente ordenado a lo largo del tiempo.
El caos ordenado que preserva al sistema
De acuerdo a un artículo publicado en Live Science, el nuevo estudio liderado por Jacques Laskar, astrónomo del Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) y el Observatorio de París, ambos en Francia, ha identificado por primera vez la presencia de simetrías en las interacciones gravitatorias entre los planetas del Sistema Solar interior, que crean una especie de barrera o limitación en las órbitas caóticas que siguen los astros, reduciendo la posibilidad de impactos catastróficos.
Los científicos saben que es muy complejo predecir la posición de estos planetas a largo plazo: esto se debe a que las órbitas de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte son esencialmente caóticas, por eso los modelos físicos han sugerido que los planetas internos ya deberían haber chocado entre sí en reiteradas ocasiones o haber expulsado a alguno de los cuerpos planetarios del sistema. ¿Cómo puede explicarse que esto no haya sucedido?
Según indican los modelos físicos y matemáticos antes mencionados, la incertidumbre en cuanto a la posición de los planetas solo puede incrementarse con el tiempo: si la incertidumbre inicial en la posición de un planeta es de 15 metros, 10 millones de años después dicha incertidumbre sería de 150 metros, mientras que luego de 100 millones de años la incertidumbre alcanzaría los 150 millones de kilómetros, o sea aproximadamente la distancia entre la Tierra y el Sol.
En líneas generales, es muy complejo determinar dónde está cada planeta con exactitud luego de un plazo temporal determinado. Considerando que el Sistema Solar tiene más de 4.500 millones de años, los eventos dramáticos y las colisiones entre planetas deberían haber sido algo habitual: todo indica que un conjunto de parámetros matemáticos hasta hoy desconocidos “protegen” a estas órbitas caóticas de los constantes choques.
Simetrías ocultas
Para explicarlo, Laskar y su equipo simularon las trayectorias internas de un planeta en nuestro sistema estelar durante los próximos 5 mil millones de años. Descubrieron que existe solo un 1 % de probabilidad de una colisión planetaria. Siguiendo el mismo enfoque, calcularon que el escenario necesario para que cualquiera de los planetas interiores colisione tomaría alrededor de 30 mil millones de años.
A partir de estos datos, revelaron la presencia de "simetrías" o "cantidades conservadas" en las interacciones gravitatorias que tienen lugar entre los planetas, las cuales funcionan como un límite para un teórico encuentro cercano y destructivo. Según los científicos, estas cantidades emergentes permanecen casi constantes e inhiben ciertos movimientos caóticos, aunque no los evitan por completo.
En consecuencia, de la misma forma que si levantamos sutilmente un plato con comida su contenido permanecerá en el recipiente, aunque no evitaremos que un porcentaje menor se caiga, estas extrañas simetrías y cantidades constantes sustentan la aparente estabilidad de nuestro Sistema Solar, permitiendo que todo siga un curso relativamente pacífico.
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Referencia
Timescales of Chaos in the Inner Solar System: Lyapunov Spectrum and Quasi-integrals of Motion. Federico Mogavero, Nam H. Hoang and Jacques Laskar. Physical Review X (2023). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevX.13.021018
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