这个星球的疯狂

一世我是一个坚定的坏消息领导者，所以让我直入主题。地球，我们的锚和我们在一个充满敌意的宇宙中孤独的避风港，正处于一个危险的境地。我们周围的太阳系充满了不稳定性。

车里雅宾斯克的居民,俄罗斯,亲身经历过在去年2月15日当地时间上午9点,当一个50-foot-wide小行星撞击地球大气层爆炸高于城镇,打破窗户,倒塌的屋顶局部锌厂,和发送超过一千人削减到医院用玻璃和其他损伤。数以百万计的人观看了彗星ISON遭遇不同但相关的灾难性命运的视频，它在感恩节的时候进行了一次天鹅式俯冲，掠过太阳。在几个小时的时间里，这颗有45亿年历史的彗星变成了一片飞溅的碎石云。

但是这些事件仅仅是从我们的太阳系如何形成和演变的最新理论中出现的扫描图片中的像素。碰撞和脱位不是偶然的异常;它们是一个基本的宇宙状况。

“在法国的漂亮天文台的行星动力学专家alessandro Morbidelli，这件山脉动态专家Alessandro Morbidelli说，”事情并不像是那么简单。““当行星形成时，他们不知道他们必须在良好的轨道上形成稳定的数十亿年！所以它们暂时稳定，但对于恒星的寿命并不稳定。“

换句话说:地球在混乱中被锻造，生活在混乱中，也很可能在混乱中结束。

虽然Morbidelli正在向我解释一下这一切，但在一个愉快的意大利口音中，我无法帮助修复他姓氏的严峻内涵。他和他的科学同胞正在放大最近关于我们天体的最近实现：不稳定是我们的自然状态。几个世纪以来，Isaac牛顿和他的追随者设想了一个像神圣发条一样运行的太阳能系统。只有在过去的十年中，只有高精度的数学模拟显示他的错误。Carl Sagan着名着宣称“我们是由明星的东西制成的。”Morbidelli有一个同样深刻的信息：我们是由宇宙混乱制成的。

“你可能会在银河系上旅行，回来50亿年，并说，嘿，没有汞，而且地球现在在一个古怪的轨道上遭到灾难性的争论，”Morbidelli继续他的音乐声音。我想，在谈论没有人会经历的事件时，很容易愉快地愉快，但他的语气不会改变一下，因为他开始在助焊剂中滴答太阳系的部件。

“在小行星带、柯伊伯带和奥尔特云中有不稳定的种群，”Morbidelli说。这些不稳定性是地球和其他行星形成时混沌的遗迹。车里雅宾斯克流星来自小行星带，可能是30,000年前发生的一次撞击造成的。就在海王星之外的柯伊伯带和奥尔特云(一个由休眠彗星组成的巨大蜂巢，从中间延伸到下一颗恒星)也会把物体撞向我们。这就是ISON彗星的起源。

车里雅宾斯克灾难发生后，Morbidelli和一群同事聚在一起研究所有这些不稳定的影响。流星撞击发生的频率似乎比模型预测的要高得多。当他们上个月公布更新的结果时，他们得出结论，车里雅宾斯克级事件的真实发生率可能是他们之前估计的10倍。不稳定的过去和现在之间没有明确的区分。

Morbidelli的视图用更多类似于量子的不确定性的东西取代了牛顿钟表，其中一切都是由生存概率定义的。随着时间的推移，太阳系中的每个对象能够被摧毁，分散或弹出将要最终被摧毁，分散或弹出。这就是地球的方式。这就是今天它的存在。

T.他相信地球和太阳系的其余系统都是在很大程度上诞生的，他们现在的形式 - 地球的安排和特征几乎预先预测 - 有深刻的，在科学史上粘贴根。它比牛顿更进一步，回到了13世纪僧侣约翰内斯·德拉莫斯科的有影响力的作品，他在清洁的几何图案方面描述了宇宙。您可以享受一条线路一直绘制亚里士多德的完美天堂。令人惊讶的是，同样的基本理念（建造了一个非常不同的科学基础）持续到空间时代。

回想起来，在大多数科学家认识到发生的事情之前，这种简单和舒适的观点已经开始解开。至于20世纪70年代，理论模型试图模拟太阳系的形成，保持着不需要的结果：行星狂风地迁移，朝向和远离太阳，在这个过程中恢复了皇家烂摊子。“它会出来的笔和造纸理论工作，但它立即被忽视，”科罗尔博尔德博尔德博尔德研究所太阳系动态的主要研究员凯文沃尔什说，“它出现在一些论文中的一次性评论，但没有人认真提议行星迁移是一个重要的过程。“

这个想法延长了几十年，直到一系列场景转移发现迫使理论家重新考虑。1995年，两名瑞士天文学家检测到51个Pegasi B，这是一个星球，一个星球的星球，昏暗的黄色明星位于星座佩格斯山的50个轻的多年。这是第一个找到绕着与太阳相似的另一个明星的世界。这个星球是一个gassy，木星尺寸巨人，理论上只能在远离父母恒星的酷地区形成的世界。但是有51个Pegasi B，在灼热的轨道上拥抱紧密。唯一明智的解释天文学家可能会提出那个星球已经形成了很远，然后以某种方式向内急剧转移。他们被称为这个令人费解的世界是一个“热木星”，等待看看是不是侥幸。

不是。一年之内，一个竞争的美国团队发现了两名热门般的兴奋剂;现在已经编目了几十个类似的世界。随着天文学家在搜索方面变得更好，他们开始找到许多其他不可能的行星。有些人在高度椭圆形轨道;有些以陡峭的角度围绕着恒星旋转，甚至向后旋转。除非行星在某种程度上急剧迁移，否则这种安排似乎并没有似乎是可能的。如果在其他明星周围发生这种过程，那么它也可能发生在这里。“那就是当它真的开始开启时，”沃尔什说。

碰撞和脱位不是偶然的异常;它们是一个基本的宇宙状况。

2009年，沃尔什是一个在漂亮的天文台的博士后研究院，他与Morbidelli合作。沃尔什已经是太阳系动态的专家;现在他被迁移行星的概念着迷，并埋葬了自己的过程如何工作。他专注于太阳系形成的最早阶段，而Morbidelli则稍后，次要不稳定。

在新出生的太阳能系统的数学模型中，移动行星非常容易。挑战 - 因为20世纪70年代的那些笔和纸家发现 - 寻找行星的方法不移动。来自哈勃太空望远镜和其他伟大的观察者的数据表明，在大局中，婴儿行星从刚刚形成的明星周围的气体和灰尘中出现，称为原始星云。对于前几百万年，行星在磁盘中的波浪上的波浪上几乎没有碎片。

“那个星云超过了一个大约一千个行星，所以天然气可以真正戏剧推动行星，”沃尔什说。结果，他意识到，早期的太阳系必须更像是碰撞车而不是发条。他还看到，如果他完全接受了不稳定的想法并将其带到其逻辑结论，他可以考虑到以前蔑视的太阳系的许多方面，以便解释：为什么火星如此小？小行星皮带如何形成？最重要的是，为什么地球的化学化妆品如此不同于原始地层模型预测的不同？

沃尔什将他的想法变成了一个理论，他称之为盛大的大头钉，这造成了一个令人惊讶的新叙述，即如何形成地球和其他行星。目前，木星的轨道比地球宽5.2倍。它还坚持其11.8年轨道，如节拍器。但根据沃尔什，木星实际上形成了比较远，然后，在太阳系最初的500万年期间，一系列戏剧性的刷新。首先，它向内倾向于火星现在的地方（大约1.5倍的地球距离），因为星云中的密集气体拖向太阳。然后它迁移过其当前的位置，而被新形成的星球的引力效果猛拉。整个过程大约需要50万年 - 人类的永恒，但为太阳系速度速度快速，为46亿岁。

那么，我问，当一个如此大小的行星四处游荡时，会发生什么?“哦，真让人受不了!”沃尔什回答。“这是一颗非常大的行星，它在到处移动。它就像一台巨大的扫雪机，基本上清除了所有挡路的东西。”

幸运的是，木星移动的时候，地球还没有形成;如果是这样，我们的星球可能会被太阳吞噬，或者被黑暗遗忘。这颗巨大的行星对我们居住的太阳系内部的影响则更为间接。大部分的碰撞都发生在向外的轨道上，当木星撞上厚厚的冰彗星和小行星群时。除雪机效应使得富含水分的物体在地球刚开始生长时就像雨点一样落在地球上。沃尔什说:“我们在地球上看到的大部分水是木星向外迁移散射的结果。”每当你游泳，或者只是喝饮料，你就会受益于太阳系的基础不稳定。

木星的迁移在许多方面重塑了太阳系。它在进入的过程中清除了原来的小行星带，在离开的过程中又填满了新的天体。它重新组织了彗星的分布。它阻碍了火星的生长，使它进入了今天这个寒冷而几乎没有空气的世界——这对未来的火星人来说是坏运气。与此同时，木星在离地球更近的地方沉积了足够多的物质，最终导致地球与其中一个剩余的行星核发生碰撞。月球被认为是在那次大灾难的残骸中形成的。

在木星完成了它的漫游之后，太阳系看起来很稳定，但表面上看起来很肤浅。相反，它为第二次大剧变埋下了伏笔，半个世纪以来，这一剧变一直困扰着科学家。

NASA的Apollo任务取得了许多值得注意的事情，但是对于这个故事的目的，他们最大的遗产是让842磅的月亮岩。在地球上，几乎所有的证据都是太阳系的不守级历史的侵蚀，生物活动和大陆的缓慢跳舞。在月球上，没有擦除。月亮永远不会忘记。

在20世纪70年代，即使是NASA从雄伟的Apollo任务撤退到摇摇欲坠的Skylab，也出现了几组研究人员，以解码宇航员带回的月球样本。月亮的表面包含一个完整的化学记录，所有的小行星都会在eons上击倒。行星科学家预计从紊乱下找到稳定的进展：太阳系形成后正确的撞击，然后像月亮一样快速逐渐减少（如地球和其他行星）造成了最后的碎片的碎片。这不是在岩石中写的故事。

当三个地球化学家 - Fouad Tera，Dimitri Papanastassiou和杰拉德·瓦塞尔堡彻底筛选到彻底通过月球材料筛选，他们看到了影响的大多数物质的年龄约为39亿年。当时，月亮显然经历了另一种激烈的小行星，在形成太阳系形成后的7亿年。研究人员称为“终端月球大灾变”;现在它被称为沉重的轰炸。无论哪种方式，它是几十年的书籍，作为太阳系最大的谜团之一。

每当你游泳，或者只是喝饮料，你就会受益于太阳系的基础不稳定。

2005年左右，莫比德利决定尝试解决这个问题。他与其他三名研究人员，包括沃尔什的邻居、西南研究所的合作者哈罗德·利维森(Harold Levison)，一起撰写了一系列论文，在这些论文中，他将晚期重轰炸与太阳系形成过程中一种此前未知的迟来的不稳定性联系起来。由此产生的“尼斯模型”(即Morbidelli工作的法国小镇上的尼斯模型)是目前对太阳系第二次毁灭性冲击最被广泛接受的解释。

根据这一模型，木星迁移后，太阳系从未发现其稳定的凹槽，太阳吹出其出生的星云。一群巨大的彗星绕着海王星之后的太阳 - 现在标志着kuiper皮带的区域 - 缓慢但不可避免地工作的重力恶作剧。

起初，海王星的轨道与木星同步，一种称为共振的模式。木星在海王星的每个轨道上圈出太阳三次。共振倾向于保持稳定的东西。然而，超过数百万年的云云将海王星拖入新的轨道上。“当海王星用木星脱离共振时，系统会变得”繁荣“，完全不稳定。然后暴力进化开始，“Morbidelli说。海王星迁移，甩彗星向内;那些彗星到达了木星，甚至达到了它们更远的东西;响应的木星向内迁移。

最后，土星、天王星和海王星都进入了更远的轨道。木星进入了它现在的，更近的一个。该理论的一个版本是由莫比德利在西南研究所的同事大卫·内斯沃尔尼提出的，我们的太阳系最初有第五颗巨型行星在这场动荡中被完全抛出;如果是这样的话，它目前正独自在恒星间游荡。大多数彗星被流放到奥尔特云，远离行星。许多其他彗星和小行星倾斜着靠近太阳，大量的彗星和小行星撞上了月球、地球和其他内行星。

尽管这个地狱时代的几乎所有痕迹都从地球上消失了，但一些稍纵即逝的东西仍然存在。布鲁斯·西蒙森欧柏林大学是追踪极其古老的影响从最独特的证据他们留下:玻璃小球的大小BBs(小行星或彗星)从岩石融化创建的元素的浓度和高铱(陨石的更为普遍比地球表面)。地球上最古老的两个岩床，一个在澳大利亚西部，另一个在南非，保存着至少34亿年前的记录。在过去的二十年里，西蒙森一直在那里勘探晚期重轰炸对地球造成的影响。

他最有趣的结果之一是小行星的雨可能已经令人惊讶的时间持续令人惊讶，直到20亿年前甚至最近。“证据证明它是一个更加渐渐的倾斜，我们认为这是令人信服的证据，而是当然是我们的，”Simonson说。如果他是正确的，则会在地球上的生命时代发生正常的小行星猛烈，从大约35亿年前开始。他还看到了他在技术上称之为“大屁股的影响”的迹象，而不是帮助杀死恐龙的影响。

令人惊讶的是，Simonson认为生活在所有落下的岩石中就会好好挑战。“我不是一个巨大的影响和灭绝的粉丝，”他荣获。“唯一在撞击和变化之间明确巧合的人是结束白垩纪[当恐龙灭绝]。”他认为，总体而言，灭绝更有可能是由巨大的火山爆发引起的，并且由大陆和海洋的配置变化。至少考虑到地球上的任何地方，这是一点舒适，他发现了古代小行星爆炸的证据。

一种较晚的轰炸的时间，小行星在现在经常击中地球至少千倍。可以再次发生的事情吗？不，Morbidelli和沃尔什又毫不犹豫地回答。前两种行星重排液清除了小行星带和粉丝带的99.9％;只有不够剩下的是，重新创造那种统治39亿年前的混乱。

所以我们自押免费吗？再也没有了。“陆地行星，他们并不完全稳定，”Morbidelli说。即立即捕捉我的注意：地球是四个陆地行星之一。“水星在不稳定的边缘，它可以去坚果，开始遇到金星，然后金星的轨道和地球也可能变得不稳定。”从那里，金星可以与地球碰撞，或者地球可以在完全新的轨道上脱颖而出，灭菌地球。赔率并不伟大，但他们并非所有的小数在接下来的几十亿年内就会大约1％。

我询问莫比德利以确保我正确理解了他的意思。在宇宙末日的商业中，1%的灾难概率是惊人的高。他放下电话，我听到他在远处，在他办公室的另一个人再次确认(“你知道水星发疯的概率吗?”)。然后他又回到了电话上:“是的，1%。”他还警告说，可能引发整个大灾难的细微差异就像天气一样，混乱不堪，无法提前很长时间预测。他们现在可能正在建造。

我们回到了太阳系的概率视图，其中大自然在系统中建立了一些固有的不确定性。“这可能是不稳定性只是行星系统与我们一样复杂的生命的自然部分，而混乱则让我们真的理解它，”沃尔什说。

“水星可以去坚果，开始遇到金星，然后金星和地球的轨道也可能变得不稳定。”

现在肯定还有其他一些不稳定因素在起作用，这些因素的灾难性程度较低，也更容易理解。彗星仍然从柯伊伯带周围的区域泄漏出来，这是晚期重轰炸留下的残留。奥尔特云中的彗星是由经过的恒星发射出去的。除了行星的引力危害外，太阳光产生的轻微压力，即雅科夫斯基效应，不断改变小行星的路径，确保撞击的风险永远不会消失。一年前，标准的标准是，像车里雅宾斯克这样的事件每200年或300年发生一次。更新的估计是一个世纪几次，可能更频繁。

但莫比德利对他的工作一点也不悲观或悲观。我跟他说得越多，就越能理解他的观点。不稳定性是一种机制，它能将一般的、乏味的事物转变为特别的、有趣的事物——无论是人还是行星系统。“如果你想描述一个人的全球进化，嗯，他出生，然后死亡。就是这样，”Morbidelli说。“如果你想详细地描述一个特定的人，我就不能概括地描述他。有一个总体的计划，但有很多具体的分支，驱使你成为现在的你。对于行星系统来说也是一样的。这就是混乱:对微小变化的极度敏感。”

对于Morbidelli来说，我们不是与敌对宇宙的战争，我们是其中的一部分。天文学家显然花了很多时间考虑他的工作的个人含义。“行星系统通过稳定的步骤演变，直到他们找到最终的和平;这几乎是宇宙的佛教景色，“他总结道，抒情。“一切都发展为智慧和和平与稳定 - 通过大型革命活动。”

Corey S. Powell是一个大的编辑发现杂志，代理编辑美国科学家他也是博客的作者在那里。