Quỹ đạo của các hành tinh bên trong Hệ Mặt trời - Sao Thủy, Sao Kim, Trái đất và Sao Hỏa - rất hỗn loạn, và các mô hình nghiên cứu đã cho thấy những hành tinh này lẽ ra phải đâm vào nhau.

Tuy nhiên, điều đó đã không xảy ra suốt hàng tỉ năm qua. Nghiên cứu mới được công bố vào ngày 3.5 trên tạp chí Đánh giá vật lý X cuối cùng có thể giải thích lý do tại sao chúng ta vẫn an toàn giữa một Hệ Mặt trời đầy hỗn loạn.

Thông qua việc nghiên cứu sâu về các mô hình chuyển động của các hành tinh, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Jacques Laskar, nhà thiên văn học và giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia và Đài thiên văn Paris, đã phát hiện ra rằng chuyển động của các hành tinh bên trong Hệ Mặt trời bị hạn chế bởi một số tham số. 

Những quỹ đạo không thể đoán trước

Các hành tinh liên tục tạo ra lực hấp dẫn lẫn nhau, và những lực kéo nhỏ này liên tục tạo ra những điều chỉnh nhỏ đối với quỹ đạo của các hành tinh.

Các hành tinh nằm ở phần rìa bên ngoài, lớn hơn nhiều so với các hành tinh nằm gần Mặt trời, có khả năng chống lại các lực kéo nhỏ hơn và do đó duy trì các quỹ đạo tương đối ổn định. Tuy nhiên, quỹ đạo của các hành tinh bên trong vẫn còn quá phức tạp để có thể tránh va chạm.

Nhà thiên văn học Jacques Laskar đã mô phỏng quỹ đạo của các hành tinh của Hệ Mặt trời trong 5 tỉ năm tới và đánh giá ở nhiều thời điểm khác nhau. Điều kỳ lạ là cho dù quỹ đạo của các hành tinh trong Hệ Mặt trời có hỗn loạn thế nào đi nữa, ông cũng chỉ tìm thấy 1% khả năng xảy ra va chạm giữa các hành tinh.

Với cách tiếp cận tương tự, Jacques Laskar tính toán rằng trung bình sẽ mất khoảng 30 tỉ năm để xảy ra va chạm giữa bất kỳ hành tinh nào.

Hỗn loạn nhưng vẫn có ranh giới

Sau đó, khi nghiên cứu toán học, Laskar và các đồng nghiệp của ông lần đầu tiên xác định được "sự đối xứng" hoặc "số lượng bảo toàn" trong các tương tác hấp dẫn. Chính chúng đã tạo ra "rào cản thực tế ngăn sự hỗn loạn của các hành tinh", ông Laskar nói.

Các đại lượng này gần như không đổi và ngăn chặn một số chuyển động hỗn loạn nhất định. Tình trạng ổn định của các hành tinh trong Hệ Mặt trời là kết quả của sự tác động từ các đại lượng này. Chúng đóng vai trò như một sợi dây, ngăn cản sự hỗn loạn của hệ thống. 

Bên cạnh việc cung cấp một lời giải thích theo lý thuyết toán học cho sự hài hòa rõ ràng trong Hệ Mặt trời, nghiên cứu mới đã có thể giúp các nhà khoa học hiểu được quỹ đạo của các ngoại hành tinh xung quanh các ngôi sao khác.