В 1796 году французский физик-математик Пьер-Симон Лаплас предположил, что первый шаг к формированию солнечной системы из изначального небесного облака газа требует создания колец из конденсированной материи внутри облака. Может показаться, что с открытием множества дисковых систем вокруг молодых звезд данная теория может считаться верной и доказанной эмпирическим путем, но это не так. Наличие объектов во вселенной, удовлетворяющих условиям предположения Лапласа мало что доказывает, ведь человечество так и не смогло пронаблюдать процесс зарождения звездной системы воочию.
Но на волне общего интереса к теории 224-летней давности начались повторные попытки ее опровержения или доказательства. В последнем удалось преуспеть профессору математических наук Вустерского политехнического института Майеру Хуми. Его работа была опубликована в Journal of Mathematical Physics. В ней он подробно описывает процесс математического доказательства состоятельности предположения Пьер-Симона Лапласа.
Хуми, физик-математик, занимающийся разработкой и применением математических методов к астрофизике, атмосферным исследованиям и спутниковым орбитам, изучает этот вопрос более 20 лет. Это загадка, которая очаровывала многие поколения ученых, и вопрос, который стал более актуальным, поскольку наблюдения подтвердили, что в нашей галактике много солнечных систем и экзопланет. Гипотеза, как заметил Хуми, — это математическое утверждение, которое не было доказано.
Хуми смог использовать зависящую от времени модель (основанную на уравнениях Эйлера-Пуассона) для эволюции первичного газового облака и подтвердил, что при определенных условиях гипотеза Лапласа верна. Однако не все было так гладко, как может показаться.
Настоящим камнем преткновения, который мешал многим поколениям математиков получить корректный результат, была чрезмерная сложность исходной модели, которую необходимо было снижать. Исходная модель содержит шесть нелинейных уравнений в частных производных, которые Хуми сократил до трех. И только после этого, математик смог представить аналитическое решение этих уравнений, которые продемонстрировали создание колец материи, как это предполагал Лаплас.
Несмотря на кажущуюся незначительность полученных результатов, упрощенная система уравнений, полученная Хуми, может быть использована для воссоздания эволюции нашей с вами солнечной системы и прогнозирования этих процессов при изучении молодых звёзд.
Читать TechDigest в Google
