Когда солнце погубит землю

Когда Солнце сделает Землю непригодной для жизни?

Что ж, до сих пор мы довольно неплохо держались на Земле. С тех пор, как 4,5 миллиарда лет назад сформировалось наше Солнце, за ним наша прото-Земля сформировалась во внутренней Солнечной системе, а сочетание начальных условий и поздней тяжелой бомбардировки породили наши первые океаны и атмосферу, мы чувствуем себя здесь вполне хорошо. Более четырех миллиардов лет Солнце постоянно светило и жизнь процветала. Но это не будет длиться вечно. Однажды Солнце исчерпает свое топливо, что приведет к нашей гибели.

Рождается интересный вопрос…

Снижается ли ядерная энергия Солнца или остается стабильной? Как долго мы сможем продержаться на Земле, если «ядерный потенциал» Солнца медленно выгорает?

Если допустить, что не произойдет никаких катастроф, вызванных самой Землей (например, супервулкан, который накроет всю планету или уничтожить биосферу) или Вселенной (стерилизующая гамма-вспышка или взрыв сверхновой поблизости), Солнце однажды уничтожит всю жизнь на Земле.

Видите ли, звезды вроде нашего Солнца живут за счет ядерного синтеза: за счет синтеза самого легкого и самого распространенного элемента во Вселенной (водорода) во второй самый легкий и самый распространенный элемент (гелий) в ходе цепной реакции. Цепная реакция, благодаря которой Солнце получает большую часть своей энергии, включат:

• слияние двух протонов вместе с образованием дейтерия, позитрона (который аннигилирует с электроном и производит высокоэнергетические фотоны), нейтрино и свободной энергии;
• затем слияние дейтерия с протоном с образованием гелия-3, высокоэнергетического фотона и свободной энергии;
• и затем слияния двух ядер гелия-3 вместе с образованием гелия-4, двух свободных протонов и еще большей свободной энергии.

Это самый распространенный источник энергии Солнца, где в общей сложности 0,7% от исходной массы четырех протонов преобразуется в энергию в ходе этой реакции по формуле Эйнштейна E = mc 2 . Каждую секунду, 4 х 10 38 протонов синтезируют гелий-4, выпуская порядка 4 х 10 26 Ватт энергии на постоянной основе.

Солнце огромно и массивно и состоит из порядка 10 57 частиц. Но каким бы огромным ни было это число, общее количество солнечного топлива ограничено, и дай ему время — оно закончится. Еще более насущной проблемой является то, что водород сливается только в ядре Солнца, где самая высокая температура. Самые первые протоны не синтезируются, пока вы не пройдете более полпути к центру Солнца и не обнаружите температуру в 4 миллиона градусов Цельсия. И только в самой глубокой части Солнца, где температура достигает 10 миллионов (а то и 15 миллионов) градусов, производится 99% энергии Солнца.

Это значит, что со временем в самых глубоких недрах Солнца топливо закончится быстрее, потому что именно там сгорает водород с образованием гелия. Вы могли бы подумать, что со временем Солнце станет тусклым, поскольку топливо для его жара выгорит. Но в отсутствие таких реакций, протекающих внутри ядра, оно начнет сжиматься, а гравитационное сжатие выпустит еще больше энергии, что приведет к повышению внутренней температуре. Синтез начнет протекать быстрее и шире. Выходит, с течением времени выходная энергия Солнца будет возрастать. Собственно, это и происходило в течение более четырех миллиардов лет.

Когда наше Солнце было молодой звездой, оно горело на 75-80% мощности от нынешнего своего блеска. Благодаря наличию флоры, фауны, океана и атмосферы на нашей планете, мы смогли адаптироваться к этому неуклонному росту температуры. Но всем есть предел: в какой-то момент светимость Солнца вырастет настолько, что Земля, на своем нынешнем расстоянии от Солнца, станет достаточно горячей, что океаны вскипят. Когда это произойдет, нашу планету постигнет судьба Венеры — толстый слой облаков окутает ее — и жизнь перестанет существовать.

Вполне возможно, что некоторые формы жизни научатся выживать в верхних слоях облаков. Также вполне возможно, что человечество сможет понять, как выживать в таких условиях. Но это произойдет задолго до того, как ядро Солнца исчерпает водородное топливо. За 5-7 миллиардов лет наше Солнце пройдет по следующим этапам:

• в ядре кончится водород;
• солнце расширится до очень яркой субгигантской звезды, пока водород будет гореть в оболочке вокруг ядра;
• когда температура достигнет критического предела, в ядре начнет синтезироваться гелий;
• солнце расширится до настоящего красного гиганта;
• и умрет, выдув свои внешние слои в планетарную туманность — а ядро сожмется до состояния белого карлика.

Но уже через один-два миллиарда лет (согласно большинству оценок) Солнце станет достаточно горячим, чтобы выпарить океаны. К тому моменту нам придется найти себе новый дом. В конечном итоге только это глобальное потепление будет иметь смысл.

Источник

Как Солнце уничтожит Землю?

Солнце, в лучах которого мы все любим нежиться в тёплый летний день, является не только основой всего живого на нашей планете, но и своеобразной термоядерной бомбой замедленного действия, которая в будущем уничтожит Землю.

Нет смысла описывать всю важность этой звезды для планеты: достаточно сказать, что без Солнца никакой жизни на Земле попросту не существовало бы. Наша звезда сформировалась около 4,5 млрд. лет назад путём сжатия гравитационными силами газопылевого облака молекулярного водорода. Все увеличивающееся давление и температура в конечном итоге запустили в сформировавшемся ядре звезды термоядерную реакцию, которая продолжается до сих пор.

Топливом для термоядерной реакции внутри ядра Солнца является водород, которого, по приблизительным вычислениям, хватит ещё на 6,5 млрд. лет. Учитывая, что звезды солнцеподобного типа «живут» в среднем около 10 млрд. лет, наше светило ещё относительно молодо и не перевалило даже за середину своего жизненного пути, поэтому за судьбу своих детей и даже детей детей детей ваших детей (и далее практически до бесконечности) можно не волноваться.

Но на самом деле проблемы у человечества начнутся раньше, чем через 6,5 млрд. лет. Конечно, довольно трудно представить, что живущее в постоянной вражде и грозящееся уничтожить друг друга человечество будет существовать хотя бы через несколько миллионов лет (а ещё не стоит забывать внешние опасности — метеориты, вспышки сверхновых), но если это произойдёт, и люди смогут жить на планете в очень далеком будущем, то конец их будет мучителен и ужасен.

При протекании в ядре Солнца термоядерной реакции водород превращается в гелий. Уже на протяжении миллиардов лет каждую секунду Солнце перерабатывает 4,26 млн. тонн вещества, постепенно изменяя состав своего ядра. По мере расходования водорода ядро Солнца сжимается ещё больше и, соотвественно, становится ярче и горячее. По приблизительным оценкам, яркость и температура возрастают на 10% каждый миллиард лет. Цифра не столь большая, но для удивительно сбалансированной обитаемой зоны, в которой располагается наша планета, даже однопроцентное изменение параметров Солнца может стать фатальным для развитой жизни. Компьютерное моделирование показало, что уже через 1 млрд. лет жизнь на нашей планете для высокоразвитых существ станет невозможной из-за высокой температуры поверхности и парникового эффекта, вызванного испарением больших объёмов воды. В среднем температура поверхности возрастёт на 40-50%, а людям, если они к тому моменту будут существовать, придётся скрываться глубоко под землёй или водой в специальных бункерах.

Вполне вероятно, что на тот момент комфортно себя будут чувствовать лишь глубоководные морские обитатели и бактерии-термофилы, которые умеют выживать при экстремально высоких температурах. Возможно, в отсутствии конкуренции они смогут развиться и эволюционировать до разумных существ, однако все это лишь фантазии, в то время как сухие научные факты говорят нам о том, что через 3,5 млрд. лет от сегодняшнего дня, когда Солнце израсходует 3/4 запасов водорода в своём ядре, жизнь на Земле станет вовсе невозможной даже для простейшей жизни — все моря и океаны высохнут, а поверхность разогреется настолько, что будет напоминать сегодняшнюю Венеру. Планета станет совершенно безжизненной, но настоящий апокалипсис произойдёт позже. Приблизительно через 6 млрд. лет все уменьшающееся и уплотняющееся ядро звезды достигнет столь высокой температуры, что ее хватит для «запуска» процесса горения водорода не только в ядре, но и во внешних слоях, что повлечёт за собой увеличение объёмов Солнца — в несколько раз по сравнению с нынешним. Солнце станет намного ярче и горячее, вся выделяющаяся при слиянии водорода энергии будет направлена к внешней оболочке, что и вызовет ее рост, в то время как само ядро будет состоять из уплотнённого гелия. Наша звезда превратится в красного гиганта.

Возможно, именно так через несколько миллиардов лет будет выглядеть поверхность Земли | depositphotos — algolonline

Ядро звезды продолжит уплотняться, и в определённый момент его температуры станет достаточно, чтобы запустить реакцию горения гелия. На несколько сотен миллионов лет звезда обретет стабильность и даже слегка уменьшится в размерах, но это будет лишь затишье перед бурей. Через 7,7 млрд. лет от сегодняшнего дня гелий внутри ядра закончится, в процессе горения преобразовавшись в углерод. Ядро Солнца вновь начнёт уменьшаться, а внешняя оболочка начнёт многократно расти. По современным представлениям, Солнце станет в 256 раз больше, чем сейчас!

Среди учёных давно идут споры по поводу того, поглотит ли увеличившееся Солнце Землю или же нет. Спор, конечно, имеет исключительно «соревновательный» характер — ведь почти наверняка исчезнувшему человечеству будет уже все равно, что происходит с их бывшей планетой и звездой. Дело в том, что по мере стремительного расширения и горения водорода во внешних оболочках звезда будет быстро терять свою массу из-за сильнейшего солнечного ветра, что приведёт к сдвигу планет с сегодняшних орбит из-за ослабления гравитационных воздействий. Вполне вероятно, что Земля окажется достаточно далеко, чтобы не быть поглощенной звездой и оставить после себя хотя бы какой-нибудь материальный след в истории Вселенной. Пока что однозначного ответа на данный вопрос дать не получается.

Depositphotos — egal

Массы Солнца не хватит для того, чтобы конец его жизненного цикла завершился грандиозной вспышкой сверхновой. По исчерпании всех запасов топлива через во внешней оболочке через приблизительно 7,8 млрд. лет из раздутых внешних слоёв Солнца образуется планетарная туманность, а на месте ядра Солнца останется белый карлик — компактная проэволюционировавшая звезда размером с Землю, отличающаяся крайне высокой плотностью: одна чайная ложечка ее материи будет весить несколько тонн. Но белые карлики лишены собственного источника термоядерной энергии, а значит наше до неузнаваемости изменившееся Солнце будет медленно на протяжении миллиардов отдавать остатки тепла в комическое пространство. Но, конечно, уже никогда не достигнет даже малой части своей сегодняшней светимости.

А что же Земля? Если нашей планете суждено будет пережить испепеляющую жару и расширение внешних оболочек Солнца, то после его превращения в белого карлика Землю, как и всю Солнечную систему, ждёт медленная заморозка. Даже если человечеству суждено будет дожить до столь далёких дней, выборов, чтобы избежать уничтожения всей цивилизации, будет немного: либо искать себе новый дом на другой планете, либо каким-то образом перемещать саму Землю, чтобы избежать губительного воздействия умирающей звезды. Но все эти изменения произойдут в настолько отдаленном будущем, что задумываться о них нет никакого смысла. Намного правильнее будет сконцентрироваться на других проблемах и угрозах.

Иллюстрация: depositphotos | algolonline

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Ученые увидели, как Солнце уничтожит жизнь на Земле в далеком будущем

МОСКВА, 8 дек – РИА Новости. Астрономы впервые увидели то, что произойдет с Землей в тот момент, когда Солнце исчерпает запасы водорода, наблюдая за пожилой звездой в созвездии Кормы, говорится в статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

«Через пять миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и распухнет до размеров, превышающие его текущие габариты в сотни раз. Вдобавок, оно начнет выбрасывать гигантские количества материи из-за усиления и ускорения солнечного ветра. Меркурий и Венера будет уничтожены, но судьба Земли оставалась неизвестной. Жизнь на ней, конечно, погибнет, но мы не знали, останется ли Земля в живых в принципе», — заявила Лин Децин (Leen Decin) из Католического университета Лёвена (Бельгия).

Возраст L2, судя по спектру и окружению, составляет примерно 10 миллиардов лет, и через 500 миллионов лет, небольшое по меркам космоса время, она закончит существование, превратившись в белого карлика. Как рассказывает Децин, примерно пять миллиардов лет назад это светило было фактически «двойником» нашего Солнца, обладая схожими размерами и физическими характеристиками.

К большому удивлению ученых, снимки с ALMA показали, что вокруг умирающей звезды вращается планета, удаленная от L2 на расстояние, примерно равное дистанции между Солнцем и Марсом, около 300 миллионов километров, совершая один оборот вокруг звезды за пять лет.

Ученые открыли планету благодаря своеобразному пустому «бублику» в кольце из пыли и газа, которое окружает умирающую звезду. Планета, вращаясь вокруг красного гиганта, «выела» внутри этого кольца относительно пустую зону, которая хорошо видна на микроволновых снимках, полученных чилийским радиотелескопом.

Само существование планеты у красного гиганта говорит о том, что они могут выживать в подобных условиях, существуя на протяжении сотен миллионов или даже миллиардов лет после «разбухания» светила. Что произошло бы с Землей, пока не известно, так как наша планета, если судить по наблюдениям за L2, находилась бы на самой кромке между «безопасной» зоной, где планеты должны выживать, и «зоной уничтожения», где они должны разрушаться.

Дальнейшие наблюдения за этой планетой, как надеются ученые, помогут нам понять, что точно произойдет с Землей в будущем и раскрыть тайну того, могут ли планеты «дожить» до времени превращения красного гиганта в белого карлика.

Источник