ماير هومي ، عالم الفيزياء الرياضية في معهد WPI ، يدرس النظام الشمسي منذ عقود. الائتمان: معهد وورسيستر بوليتكنيك / ماثيو بورغوس
باستخدام مجموعة محدودة من المعادلات الرياضية ، قال أستاذ العلوم الرياضية في معهد ورسيستر للفنون التطبيقية ماير هومي إنه أكد تخمينًا رياضيًا عمره 224 عامًا حول أصول نظامنا الشمسي ، مما يوفر رؤى حول العملية التي تؤدي إلى تكوين الأنظمة الشمسية عبر الكون.
يدرك المجتمع العلمي الآن أن هناك آلاف الأنظمة الشمسية في المجرة. لكن ما هو ليس قال هومي: “من المعروف كيف ظهرت هذه الأنظمة الشمسية إلى الوجود”. “وما فعلته هو إظهار أن الخطوة الأولى لإنشاء نظام شمسي هو ظهور حلقات حول نجم أولي. ومن هذا المنطلق ، تمكنت من التحقق من تخمين عمره أكثر من قرنين “.
نُشرت الورقة البحثية التي تمت مراجعتها من قِبل زملاء هومي حول هذا الموضوع ، بعنوان “حول تطور سحابة غاز بين النجوم البدائية” ، مؤخرًا في مجلة الفيزياء الرياضية وتم تحديد “اختيار المحرر” كقطعة مميزة.
يدرس هومي ، وهو فيزيائي رياضي يعمل على تطوير وتطبيق الأساليب الرياضية في الفيزياء الفلكية ، وبحوث الغلاف الجوي ، ومدارات الأقمار الصناعية ، هذه المسألة لأكثر من 20 عامًا. إنه لغز أبهر العديد من أجيال العلماء ، وقد أصبح تحقيقًا أكثر صلة حيث أكدت الملاحظات أن الأنظمة الشمسية والكواكب الخارجية وفيرة في مجرتنا. وأشار هومي إلى أن التخمين هو بيان رياضي لم يتم إثباته.
قال هومي: “نريد أن نعرف كيف سيتطور نظامنا الشمسي مع مرور الوقت”. “هناك نظريتان: أحدهما أن الشمس سوف تمتص كل الكواكب. التخمين الآخر هو أن الكواكب تهرب من الشمس. السؤال الأساسي هو: ما مدى استقرار النظام الشمسي؟ هل ستمتصنا الشمس أم سنهرب من الشمس؟ “
قرص الكواكب الأولية حول النجم HL Tau من ALMA. الائتمان: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) ، NSF
يقول هومي إن هذا البحث له أيضًا آثار على قضايا مثل تغير المناخ والبيئة. “تخيل لو كنا سنقترب من الشمس ببضعة ملايين من الأميال. سيؤدي ذلك إلى تغييرات كبيرة في المناخ ويؤثر على البشرية. قد تتبخر المحيطات “.
في عام 1796 ، توقع الفيزيائي الفرنسي بيير سيمون لابلاس أن الخطوة الأولى لتشكيل النظام الشمسي من سحابة سماوية من الغاز تتطلب إنشاء حلقات من المادة المكثفة داخل السحابة.
قال هومي إنه حتى مع محتوياته الجذابة بشكل حدسي ، ظل هذا التخمين غير محقق لأكثر من قرنين على الرغم من الجهود العديدة. الى الآن.
كان هومي قادراً على استخدام نموذج يعتمد على الوقت (يعتمد على معادلات أويلر بواسون) لتطور سحابة غاز بدائية وأكد – لما يعتقد هومي أنها المرة الأولى – أنه في ظل الظروف المناسبة ، فإن تخمين لابلاس صحيح.
قال هومي إن هناك بعض التحديات في بحثه.
وقال: “العقبة الحقيقية التي كان عليّ التغلب عليها من أجل الحصول على هذه النتيجة هي أن أكون قادرًا على تقليل تعقيد النموذج الأصلي”. “يحتوي هذا النموذج على ستة معادلات تفاضلية جزئية غير خطية ، والتي اختزلتها إلى ثلاثة. ثم قدمت حلولًا تحليلية لهذه المعادلات ، والتي أوضحت حلقات المادة الخلقية كما توقع لابلاس “.
لاحظ هومي أنه كان هناك زيادة في الاهتمام بتخمين لابلاس في السنوات الأخيرة بسبب الاكتشاف الفعلي لهياكل الحلقة حول النجم HL Tau في كوكبة الثور.
قال هومي إن بحثه مميز لأنه يجعلنا نفكر في وجودنا.
قال: “إنها تتعلق بالسؤال القديم عن الإنسانية ، ومكاننا في الكون ، ومصيرنا”.
المرجع: “حول تطور سحابة غازية بين النجوم البدائية” بقلم ماير هومي ، 15 سبتمبر 2020 ، مجلة الفيزياء الرياضية.
دوى: 10.1063 / 1.5144917
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”