Что произойдет, если Земля станет размером с Солнце
Нам постоянно говорят, что история не имеет сослагательного наклонения, то есть, нет смысла в рассуждениях «что было бы, если». Но пытливые умы не перестают будоражить подобные гипотетически-фантастические вопросы.
Вот и по поводу размеров небесных тел нашей Солнечной системы подобные казуистические вопросы время от времени звучат. Один из наиболее навязчивых: что было бы, имей Земля размеры, сопоставимые с Солнцем? Как бы это сказалось на эволюции и нашей планеты, и ее ближайших соседей?
Так что же по этому поводу говорит современная астрофизическая наука? Ученые подсчитали: если космический объект будет иметь массу, не то что равную Солнцу, а превышающую хотя бы 8% от его массы, то он обязательно трансформируется в звезду. Превращение совершится благодаря собственной гравитации и ряду сопутствующих физических и химических мутаций веществ, составляющих планету.
Теперь давайте прикинем расчеты на конкретном примере Земли. Ее плотность в средних значениях примерно в 4 раза выше, чем у нашего раскаленного светила. И если представить, что наша планета вдруг приобрела размеры Солнца, то ее масса будет в 16 раз больше солнечной. Значит, ее будущее гарантировано: она станет звездой.
Но фантазерам мало простых допущений, они идут дальше: пытаются представить, на что будет похожа голубая планета, если допустить, что с нее улетучится избыток водорода и останутся лишь более тяжелые элементы. При таком абсолютно ненаучном допущении Земля превратилась бы в огромный расплавленный шар.
Из-за отсутствия водорода термоядерные реакции на таком объекте невозможны. Так что «горячиться» ему придется долго, миллиарды лет. Но ничто не вечно во Вселенной, — и такой космический факел со временем остынет. И, соответственно, станет твердым.
По всей видимости, температура на поверхности застывшего объекта станет сопоставимой с земной. Вот только существование сложных организмов на подобном небесном теле практически невозможно из-за мощной гравитации.
Могут ли там присутствовать простейшие формы жизни типа бактерий и иных микроорганизмов? Вопрос интересный, но пока, на современном этапе развития науки, безответный, хотя обсуждаемый.
Источник
Что если бы Солнце было меньше Земли
Мы привыкли, что крупнейшим небесным телом в Солнечной системе считается единственная звезда – Солнце. Но давайте представим, что эта огненная сфера из газа и плазмы потеряет титул самого большого объекта? Что тогда произойдет с Землей, другими планетами и всей системой?
Важно понимать, что Солнце действительно огромно! Если мы уменьшим нашу звезду до параметров баскетбольного мяча, то Земля станет размером с кунжутное семя. Понадобится 1.3 млн. планет Земля, чтобы заполнить солнечный объем. Солнце настолько массивное, что занимает 99% массы Солнечной системы.
Но давайте рассмотрим сценарий, в котором Солнце меньше Земли. В таком случае изменилась бы вся Солнечная система. Плохая новость заключается в том, что Земля станет непригодной для жизни, а Солнце… ну, оно перестанет быть звездой.
Сравнительные размеры Луны и Земли
Если мы говорим о Вселенной, то размер имеет значение. То же самое касается и дистанции. Земля оказалась счастливицей, так как находится в зоне обитаемости, поэтому не обгорела, как Венера, и не замерла, подобно Марсу.
Звездная масса определяет цвет и температуру объекта. Крупные звезды более горячие и голубые, а маленькие – холодные и красные. Можно подумать, что сокращение солнечного размера сделает из него красный карлик. Но есть определенный предел, когда звезда остается звездой (в ее ядре происходят реакции).
Полагают, что наименьшая звезда, поддерживающая ядерный синтез, не опускается ниже границы в 0.075 солнечных масс. Если бы наше Солнце стало меньше этой отметки, то у него не осталось массы для поддержания ядерного синтеза.
Сравнительные размеры 2MASS J0523-1403 — одной из самых маленьких звезд во Вселенной
По сути, Солнечная система в этом сценарии теряет звезду. Так как Солнце выступает источником гравитации, удерживающим нас на орбите, все планеты сбились бы с курса и отправились в космическое пространство в поиске другого гравитационного якоря. Для землян это не лучший вариант, ведь мы легко врежемся в другую планету или умрем от холода во тьме.
Давайте пофантазируем и посмотрим на ситуацию иначе. Что, если Солнце останется с прежними размерами, а вот Земля станет больше (превзойдет Солнце)?
В таком случае земная масса увеличится в 333 000 раз, а с этим вырастет и показатель гравитации. Люди бы умерли сразу, потому что такой гравитационный показатель просто сломает наши кости. Кроме того, планета начнет генерировать намного больше тепла и давления в ядре, что позволит ей стать звездой.
Выходит, что вся жизнь на Земле вымрет, а сама планета превратится в звезду. Тогда Солнечная система будет состоять из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга, а планеты изменят свою орбиту (хотя при земной трансформации Меркурий, Венера и Марс могут погибнуть).
В любом случае жизнь на Земле исчезнет, но сможет появиться на других планетах и будет любоваться восходом и закатом из двух солнц. Но лучше оставить все как есть, ведь оба гипотетических сценария ведут к нашей гибели.
Источник
Видео: Что, если Земля будет размером с Солнце
К сожалению или к счастью, машины времени все еще не существует, а потому события прошлого изменить не представляется возможным, их остается только принять такими, какие они есть. Однако мозг человека устроен так, что он постоянно задается вопросом, что было бы, случись все иначе. Но сегодня мы предлагаем пофантазировать более глобально и представить, что наша планета выглядит совершенно иначе — она по размерам, как Солнце.
Размеры нашей Вселенной настолько огромны, что это даже сложно вообразить. Планеты и звезды в нашем воображении относительно небольшие, и мы даже не учитываем их физические свойства: плотность, гравитацию, содержание различных веществ. К примеру, Солнце составляет практически 99,87 % массы всей нашей Солнечной системы, но мы видим эту звезду, как небольшой круг на небе. На самом же деле наша планета — всего лишь мелкий камушек в сравнении с масштабами горячей звезды. Всего за 1 секунду Солнце может породить энергии столько, сколько человечество не способно выделить за всю свою историю. Эта уникальная звезда теряет каждую секунду около 4 миллионов тонн своей массы, но при этом способна функционировать еще порядка 5 миллиардов лет.
Среди научных деятелей часто возникают дискуссии по поводу изменений размеров нашей планеты. Если гипотетически предположить, что Земля будет иметь объем Солнца, то произойдут поистине колоссальные преображения. Многие исследователи считают, что тогда наша любимая планета превратилась бы в звезду. Миллиарды лет ушли бы на то, чтобы остудить ее. Но даже после остывания распространение крупных живых организмов по твердой поверхности было бы невозможно из-за огромной силы гравитации. Всех существ просто раздавило бы.
Ученые пока не пришли к конкретному мнению, смогли бы бактерии и другие микроорганизмы выжить в таких сложных условиях или нет. Многие теории все еще находятся в стадии разработки. Представленное ниже видео подробно рассказывает о фантастических преображениях планеты, имей она столь феноменальные размеры, а также приводит версии возникновения жизни в таких непростых условиях.
Источник
Как изменится наша жизнь, если Земля станет больше
В течение почти четырех лет космический телескоп НАСА «Кеплер» летал в космосе в противофазе с Землей, исследуя наш уголок галактики. За это время он наблюдал за более чем 150 000 звезд в поисках планет размером с Землю, принадлежавших другим звездным системам. И результаты поисков не разочаровали: Кеплер обнаружил большое количество планет, известных как суперземли.
Эти далекие планеты с виду очень похожи на нашу: они скалистые, меньше газовых гигантов по размеру, и многие из них обладают целыми океанами воды и полноценными атмосферами. Но есть одно важное отличие: они намного больше, чем наша голубой шарик: эти суперземли в два-десять раз больше нашей Земли.
Поскольку в космосе существует достаточно много суперземель, возникает сразу два вопроса — почему наша Земля оказалась «карликом», и что было бы, если бы она была в несколько раз больше?
На первый вопрос ответил Микки Розенталь, кандидат в доктора наук, изучающий формирование планет в Университете Калифорнии, Санта-Круз. Одна из теорий образования Солнечной системы состоит в том, что гигантская планета Юпитер стала настолько большой, что она перекрыла доступ к космическим строительным блокам внутренним скалистым планетам, создав пояс астероидов, и не дала объектам из более далекого облака Оорта проникать ближе к Солнцу. В итоге внутренние планеты просто не смогли «нагулять жирка» и остались относительно небольшими по космическим меркам.
Облако Оорта — область за орбитой Нептуна, где находится множество астероидов и пыли, оставшиеся после образования Солнечной системы.
Ответ на второй вопрос сложнее — мы еще не изучили ни одну из суперземель вблизи, и не знаем, как они устроены. Но у ученых, разумеется, есть на этот счет теории и предположения. Начнем с того, что скорее всего все наше окружение будете короче или ниже — вы, гора Эверест, автобусы, столбы — потому что сила притяжения прямо пропорциональна радиусу планеты (разумеется, если остальные характеристики типа средней плотности остаются неизменными).
Если бы Земля была в два раза больше, вы были бы в два раза тяжелее, потому что гравитация планеты притягивала бы вас в два раза сильнее. Поэтому гора Эверест была бы ниже — каменистый материал, из которого она создана, не выдержал бы нагрузки при ее текущей высоте. Из-за этого эволюция вполне могла пойти другим путем, сделав нас ниже, дабы двойная гравитация не мешала работе сердца, которому приходилось бы качать более тяжелую кровь.
Имея большую массу и радиус, а также более сильное гравитационное поле, супер-Земля более эффективно ловила бы пролетающие астероиды, которые никак не грозят нашей «обычной» планете, сказал Рори Барнс, теоретик, изучающий планеты в Университете Вашингтона. Как суперземля, наш голубой шарик привлекал бы куда больше астероидов, так что проблема «Армагеддона» стояла бы куда острее, чем сейчас — если, конечно, жизнь уже не была бы уничтожена одним из космических булыжников.
Если бы гипотетическая супер-Земля была бы еще крупнее — скажем, в 10 раз больше ее нынешнего размера — во внутренней части планеты могли бы начаться драматические изменения. Жидкая мантия также будет в 10 раз больше, и ее гигантская сила тяжести серьезно увеличила бы давление на ядро. И, по словам Барнса, при 10 размерах Земли такого давления хватило бы, чтобы частично жидкое ядро затвердело.
Суперземля 55 Рака в сравнении с Землей.
На данный момент конвекционные потоки в нашем частично жидком ядре генерируют магнитное поле Земли. Но если ядро затвердеет, то потоки остановятся, и магнитное поле может серьезно ослабнуть или вообще исчезнуть, сказал Барнс. И это может катастрофически повлиять на жизнь на нашей планете.
По словам Барнса, наше магнитное поле «защищает жизнь на планете от злобного космоса». Без него заряженные частицы от Солнца, так называемый солнечный ветер, будет беспрепятственно доходить до поверхности. И эти высокоэнергетические частицы могут вызвать всевозможные проблемы со здоровьем, в том числе расщеплять ДНК и вызывать рак.
Барнс также указал, что большая внутренняя часть может сделать супер-Землю более вулканически активной, чем сейчас. По мере увеличения радиуса планеты внутри нее появляется все больше энергии и все меньше мест для ее выхода (ибо площадь пропорциональна квадрату радиуса, а объем — кубу). Поэтому не придется удивляться более серьезной вулканической активности на такой планете.
Также, скорее всего, на супер-Земле поменяется и тектоника плит. Более крупная мантия также будет и более горячей, что может вызвать более энергичные конвекционные потоки, которые будут быстрее перемещать литосферные плиты. Но есть и другой вариант: более сильный жар от мантии может просто сплавить все плиты воедино, и тектоники на такой планете вообще может не существовать.
Магнитное поле Земли защищает нас от солнечного ветра.
Основываясь на суперземлях, которые ученые обнаружили до сих пор, мы не можем быть уверены, что Земля была бы пригодна для жизни, если бы она была суперземлей. Космический телескоп «Кеплер» лучше всего обнаруживает планеты, расположенные очень близко к своей звезде — гораздо ближе, чем Земля к Солнцу. Большинство известных науке суперземель находятся почти так же близко к своей звезде, как и Меркурий к нашему Солнцу. А на нем, к примеру, температура на солнечной стороне составляет порядка 400 градусов по Цельсию, что позволяет плавить свинец просто в руках.
По словам Хильке Шлихтинга, доцента астрофизики в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, для того, чтобы Земля была в условиях, сопоставимых с типичной суперземлей, она должна иметь орбиту длительностью около 100 дней. Такая орбита может быть пригодна для жизни в системах с красными карликами, которые ощутимо тусклее и холоднее нашей звезды, но в Солнечной системе это место располагается недалеко от орбиты Меркурия и точно необитаемо.
Удивительно, но многие обнаруженные к настоящему времени суперземли кажутся богатыми водой и вообще могут быть целыми водными мирами, сказал Родриго Люгер, научный сотрудник в Центре вычислительной астрофизики в Нью-Йорке. Возможно, что эти планеты сформировались в большей степени изо льда в глубинах своих звездных систем, а затем мигрировали ближе к своим звездам, что заставило их лед таять, сказал он.
Структура каменистых планет и водных суперземель.
Однако эти планеты едва ли могут быть обитаемыми, поскольку дно их глубоких океанов покрыто толстым слоем твердого льда. Этот лед образован не низкими температурами, а интенсивным давлением огромной толщи воды, которое заставляет молекулы воды переходить в твердое состояние. Этот слой льда блокирует любое взаимодействие между атмосферой и недрами планеты, что означает отсутствие углеродного цикла (процесс, в котором углерод циркулирует через атмосферу, океан и кору) и минерального обмена, который важен для той жизни, которую мы знаем. Так что вода на суперземлях далеко не гарантирует того, что на них может зародиться жизнь.
Реальность такова, что у ученых больше вопросов о суперземлях, чем ответов. Мы не до конца понимаем физику нашего собственного мира, так что куда нам до понимания происходящего на планетах, находящихся за пределами Солнечной системы, сказал Люгер. Мы не знаем наверняка, что случилось бы, если бы Земля была больше и ближе к Солнцу. Но мы точно знаем, что рядом с нами такого же удачного голубого шарика нет, поэтому мы должны беречь наш.
Источник