Учёные из Колумбии создали модель, которая рассчитывает вероятность падения крупного метеорита в разных частях Земли в любой заданный момент времени. Препринт статьи опубликован на сайте arXiv.org.
Уследить за движением бесчисленных каменных глыб, наводняющих Солнечную систему, весьма трудно. Каким же образом можно вычислить вероятность падения крупного метеорита в том или ином месте?
Обычно астрономы поступают так. Создаётся компьютерная модель, имитирующая движение большого количества тел со случайно выбранными координатами и скоростями. Генерация такой начальной выборки – тонкая задача. Её нужно осуществить так, чтобы "плотность движения" была близка к той, которую ожидают астрономы, и при этом не допустить злейшего врага всех компьютерных моделей – вычислительных артефактов (так называется ложный результат, который получен из-за недочёта в выборе модели, алгоритмов расчёта или начальных данных).
Эти "небесные камни" выпускаются на простор Солнечной системы, и компьютер рассчитывает гравитационное воздействие на них со стороны Солнца, Земли и других планет. Для каждого астероида или метеороида (так называются тела, слишком маленькие для гордого звания астероида) вычисляется его траектория и определяется, столкнётся ли такое тело с Землёй.
Однако такой расчёт требует солидных вычислительных мощностей, ведь рассчитывается движение большого числа тел и каждое испытывает сложное гравитационное воздействие. Между тем большая часть работы проделывается зря: подавляющее большинство камней пролетает мимо.
Хорхе Сулуага (Jorge Zuluaga) и Марио Сусеркия (Mario Sucerquia) решили оптимизировать алгоритм. Они адаптировали к задаче технику "бросания лучей " (ray casting), которая применяется в компьютерной графике для изображения сложных трёхмерных сцен.
Разработчику графики нужно воссоздать сцену так, как её увидел бы наблюдатель. Но пытаться отслеживать каждый луч света, испущенный источником, бессмысленно, ибо лишь малая их часть достигает глаз зрителя. Поэтому задача решается "с конца": используются воображаемые лучи, которые исходят из глаз и заканчиваются на источнике света.
Нечто подобное использовали и планетологи. В качестве исходных данных они задавали случайные места и скорости падения на Землю. Затем учёные строили траекторию, которая должна привести к падению именно в это время и с этой скоростью, пропускали её через "гравитационную машину" Солнечной системы, учитывая местоположения её крупнейших тел в заданный момент, и оценивали вероятность такого события.
Авторы признаются в своей работе, что мотивацией послужила странная близость (в масштабах планеты) мест падения двух известных метеоритов: Челябинского и Тунгусского. Учёные стремились выяснить, не стоит ли за этим нечто большее, чем случайное совпадение.
Однако оказалось, что оба этих события "проходят ниже радаров ". Например, на момент падения Челябинского метеорита самым опасным местом был океан у восточного побережья Южной Америки, а вся территория России оставалась зоной умеренного и низкого риска. В момент, когда Землю навестил Тунгусский гость, опасно было в Африке и Европе (включая европейскую часть России). Место падения метеорита снова оказалось регионом низкого риска.
Итак, объяснить тот факт, что два знаменитых метеорита решили посетить именно Урал и Сибирь, не удалось. Вероятнее всего, это действительно случайное совпадение, всё-таки два события – это не статистика. Но тот факт, что оба они не были предсказаны моделью, наглядно показывает, что подобным оценкам рисков не стоит излишне доверять.
Учёные на них особенно и не полагаются. С помощью телескопов они отслеживают угрожающие Земле тела, большие и не очень, создают координационные центры и испытывают системы оповещения. Сценарии воздействия на опасный астероид тоже обсуждаются .
Впрочем, пока в истории не зафиксировано ни одного случая массовых жертв в результате падения метеорита. Учёные проявляют предусмотрительность, и это хорошо, но вряд ли стоит не спать по ночам из-за гипотетической астероидной угрозы. Чтобы сберечь свою жизнь, гораздо важнее соблюдать правила дорожного движения и не оставлять без присмотра включённые электроприборы.