太阳系稳定性是一个天文学中的热门课题。虽然几乎所有的预测都表明,在未来的数十亿年内没有行星会相互碰撞或脱离太阳系且地球是相对稳定的,但太阳系的确是一个混沌系统。 问题介绍
正文
天体力学定性理论和天体演化学的一个基本问题,主要研究由大行星和太阳组成的这个力学系统,在长时间内(至少几十亿年)是否仍然保持稳定。也就是说,每个大行星的轨道是否永远大致保持为椭圆,而且其大小形状变化不大,不致发生某些大行星逃逸、堕入太阳或互相碰撞等现象。尽管人们都很关心这个问题,但它至今尚未得到彻底解决。 早在十八世纪,拉普拉斯和拉格朗日就开始研究这个问题。他们从行星轨道要素的受摄运动方程出发,讨论行星轨道的半长径a和偏心率e是否有长期摄动,结果证明在以行星质量为标准的一阶摄动中,a没有长期摄动。1809年,蒂塞朗和泊松先后又证明,在二阶摄动中,a也没有长期摄动。二十世纪以来,已证明a有三阶长期摄动,而 e是肯定有长期摄动的。但a或e有长期摄动并不意味着a或e就会无限增大或无限缩小,导致太阳系的不稳定。因为按各阶摄动不断研究下去,a、e将表示为时间t的幂级数,而幂级数也可能表示周期函数。因此,沿这条途径无法最终解决太阳系的稳定性问题。