Какие концы света грядут и каких из них не миновать
Жить на Земле так спокойно и легко, как сейчас, человек едва ли сможет всегда: даже если не случится мировой войны, то природа все сделает сама. Современные климатические, геологические и космологические модели говорят, что конец света неизбежен: глобальное потепление, смерть Солнца, шальные астероиды. И если с последним еще может повезти, то гибель нашей звезды уж точно не остановить, не говоря уже об остывании галактик и тепловой смерти Вселенной. Умирать не хочется — ни сейчас, ни через тысячу лет, ни даже через сотни миллиардов. Сможет ли человечество, хотя бы теоретически, предотвратить концы света — или от них сбежать? Мы выделили три сценария апокалипсиса разных масштабов и спросили у ученых, как с ними быть.
Первый апокалипсис. Смерть Земли
Как это: условия на планете становятся абсолютно непригодны для жизни человека.
Когда наступит: завтра — через 109 лет.
Можно ли предотвратить: да.
Можно ли пережить: да.
Современный человек — очень чувствительное существо, и диапазон условий, в которых он может нормально функционировать, довольно узок. Температура, давление, состав и плотность атмосферы, магнитное поле, количество доступной пресной воды — все эти показатели не должны выходить за пределы нужной области значений.
Катастрофическое для нашего вида изменение условий на Земле — самый осязаемый и самый понятный нам сейчас потенциальный конец света. Поэтому и возможных его вариаций мы себе можем представить довольно много. Это может быть извержение супервулкана, столкновение с астероидом, заметное повышение солнечной активности, критическое повышение уровня океана или учащение засух. Не стоит забывать и про движение литосферных плит, переворот магнитных полюсов или изменение состава атмосферы. Наша планета совсем не так стабильна, как может показаться.
Нельзя исключать и возможных антропогенных апокалипсисов. Сегодня человечество старается следить за уровнем атмосферных выбросов и снижает уровень ядерного вооружения — наши успехи в этом фиксируют Часы Судного дня, стрелки которых с 2020 года как никогда близки к «полуночи» (в 2021 их просто оставили на месте). В прошлом Часы уже двигались вспять, но что будет, скажем, через десять тысяч лет, сейчас предсказать невозможно.
Что происходит
Временной разброс у этого конца света довольно широкий: может случиться завтра, а может — лишь когда Земля покинет зону обитаемости в Солнечной системе (тогда нам будет уже не до климата). Точность современных моделей и неопределенность условий на Земле пока не позволяют нам точно предсказать, когда может случиться та или иная катастрофа, но по крайней мере мы можем примерно очертить их разнообразие и опасность.
Ближайшая из возможных катастроф, вписывающихся в такой сценарий, — извержение супервулкана. Из других геологических факторов опасность представляет разве что инверсия магнитных полюсов — даже за последние пять миллионов лет такой переворот происходил больше десяти раз. Последний раз северный и южный магнитные полюса менялись местами примерно 780 тысяч лет назад, то есть еще до появления человека. Поэтому сложно предсказать, как мы перенесем такое событие.
Как двигался северный магнитный полюс в 1965-2020 годах
Остальные геологические процессы достаточно медленные, чтобы человек успел адаптироваться к изменениям.
Валерий Трубицын, главный научный сотрудник Института физики Земли РАН: [С точки зрения геологии] самую большую опасность представляет вулкан Йеллоустоун. Его самые сильные извержения были 2100, 1300 и 650 тысяч лет назад — то есть с интервалом около 650 тысяч лет. Сейчас как раз прошло 650 тысяч лет с последнего извержения, и пришло время для нового. Но точно предсказать момент извержения невозможно: он равновероятен в течение тысячи лет, начиная с ближайшего десятилетия. По силе это извержение может быть сравнимо с извержением вулкана Тоба на Суматре 74 тысячи лет назад. Тогда [в атмосферу] было выброшено около тысячи кубических километров вещества, и по оценкам на планете выжило всего несколько тысяч человек.
[Что касается других возможных причин, то] перестройки движения больших литосферных плит, особенно континентальных, очень медленны (это сотни миллионов лет) и вряд ли опасны, а вот опасность переворота магнитных полюсов очень высокая. Время, когда это может произойти, пока непредсказуемо, но последствия могут быть максимально серьезными, вплоть до умирания части человечества.
Другой возможный вариант — не внезапное, а медленное (но настолько же неотвратимое) изменение климата в результате естественных или антропогенных причин. Критических для человечества последствий у этих изменений может быть немало: значительное увеличение средней температуры атмосферы и океана, затопление городов на побережье из-за повышения уровня моря, учащение тайфунов, удлинение продолжительности «волн жары» (подробнее о том, как уже меняются условия в России, читайте в материале «Кому на Руси климатически комфортно»). Но скорее всего, к медленным изменениям человек успеет приспособиться.
Александр Чернокульский, старший научный сотрудник Института физики атмосферы РАН: [С точки зрения климатических изменений,] основными негативными факторами являются рост уровня океана (под водой человек пока жить не научился) и учащение аномально жарких режимов, при которых перестает работать терморегуляция человеческого организма. Но есть и другие негативные факторы, например, длительные засухи и лесные пожары в районах со средиземноморским климатом, учащение особенно интенсивных тропических ураганов и тайфунов, учащение ливневых осадков и шкваловых событий, таяние «вечной мерзлоты» и т.д. Но в принципе, таких изменений, при которых жить человеку будет невозможно во всех регионах Земли, не ожидается.
Из-за ограничений по вычислительными мощностями расчеты изменений климата в подавляющем случае заканчиваются в конце XXI века, и до этого момента катастрофических глобальных изменений не произойдет. Однако на региональном/локальном уровне климатические изменения, которые приводят к неблагоприятным для человека последствиям, уже происходят.
Еще один сценарий описывает фильм «Армагеддон». К Земле приближается огромный астероид, столкновение с которым неизбежно приведет к гибели человечества. Именно такое столкновение, вероятнее всего, привело к массовому вымиранию динозавров на границе мела и палеогена. А всего на Земле обнаружены четыре ударных кратера диаметром более 100 километров, образованные подобными «большими» ударами: кроме кратера Чикшулуб, который остался после «убийцы динозавров», это кратеры Вредефорт, Попигай и Садбери. Немного успокаивает не только то, что такие события очень редки, но и что мы можем их довольно точно предсказывать.
Крупнейшие ударные кратеры на поверхности Земли
Валерий Шувалов, заведующий лабораторией математического моделирования геофизических процессов Института динамики геосфер РАН: Крупные астероиды, такие как погубивший динозавров, сталкиваются с Землей примерно раз в 100 миллионов лет. Почти все астероиды такого размера известны, и их траектории могут быть рассчитаны с хорошей точностью. Столкновение может быть предсказано за десятки лет, может быть даже больше. С этой точки зрения сценарий «Армагеддона» вероятен. Однако еще есть внегалактические тела, которые появляются более неожиданно. Их можно обнаружить [всего лишь] за дни или месяцы до возможного удара. Зато один даже очень болшой астероид точно не уничтожит нашу планету. Даже гипотетическое столкновение с Тейей — планетой размером с Марс — которое по одной из гипотез привело к образованию Луны, не уничтожило Землю.
Зато смерти от солнечных вспышек, скорее всего, можно не опасаться. Судя по имеющимся на сегодня данным, их мощности не хватит, чтобы как-то заметно повлиять на жизнь человека на Земле (о сильнейших из известных вспышек читайте в материале «События Мияке»).
Сергей Богачев, главный научный сотрудник лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН: Конец света в привязке к солнечной активности пока выглядит довольно надуманным, хотя и входит в число очень распространенных страшилок.
Те вспышки, которые мы наблюдаем, неспособны пробить своей жесткой радиацией атмосферу Земли с очень большим запасом. Вероятность вспышки-гиганта можно прикинуть по тем вспышкам, которые мы видим. Эти вспышки примерно распределены по степенному закону: в 10 раз более мощные вспышки происходят в 10 раз реже. Если это закон соблюдается, то раз в 100 лет на Солнце должна происходить вспышка в 10 раз более крупная, чем известные нам рекордные события, раз в 1000 лет — в 100 раз более крупная, а раз в 10 тысяч лет — в 1000 раз более крупная. Такое событие уже могло бы своей радиацией достичь земной поверхности.
Но корректно ли строить такие расчеты — непонятно. Возможно, это все равно что изучать разброс размеров муравьев и оценивать вероятность рождения муравья размером со слона. Никаких экспериментальных свидетельств событий такой мощности в прошлом пока не существует. Скорее в этом контексте опасаться следует взрывов звезд, расположенных или пролетающих рядом.
Как его предотвратить
Как планете, Земле в ближайший миллиард вроде бы ничто не угрожает: она все так же будет вращаться вокруг Солнца и находиться при этом на достаточном от него расстоянии. Поэтому если «климатического» конца света удастся избежать — мы еще надолго в безопасности.
Конечно, далеко не все тут зависит от человека: едва ли в ближайшую тысячу лет человек научится управлять плазмой Солнца или как-то воздействовать на геологическую эволюцию самой Земли. Но в силах человека или скомпенсировать, или защититься от потенциально смертоносного влияния. Искусственные землетрясения и методы геоинженерии — уже обозримое будущее. Корректировка состава атмосферы, генерация пресной воды или экраны, защищающие от солнечной радиации, — чуть подальше, но тоже уже не выглядят фантастикой. Технологический прогресс непреклонен, но следить за собой человеку все равно придется: вредные для атмосферы выбросы и ядерная война на пользу климату точно не пойдут. Но если все эти условия будут выполняться, то жизнь на Земле продолжится.
Александр Чернокульский: С одной стороны, человек может адаптироваться — посчитать честно все негативные последствия, которые несет изменение климата, и внедрять различные практики по минимизации этих последствий. Например, волна жары в Европе в 2003 году унесла жизни около 70 тысяч человек, из них почти 15 тысяч во Франции. Но во время более сильных волн жары 2018 и 2019 годов погибло уже менее 1000 человек: европейцы усилили информированность населения, оснастили кондиционерами многие социальные объекты, создали зеленую и водную инфраструктуру и так далее.
С другой стороны, люди могут снижать свою нагрузку на климатическую систему (чтобы минимизировать дальнейшее потепление): для этого надо декарбонизировать экономику — уходить от углеводородного топлива и переходить на другие источники энергии, в первую очередь возобновляемые, снижать энергопотребление, потери энергии и тепла, менять практики в сельском и лесном хозяйстве. Также ученые разрабатывают методики улавливания углерода из атмосферы (в том числе прямого) — так называемый «углеродный геоинжиниринг», но пока эти технологии дороги и далеки от нужных масштабов. Есть и футуристические предположения о создании аэрозольного экрана в стратосфере, разворачивания зеркала в космосе, или направленного воздействия на облака с целью снижения количества тепла, которое приходит от Солнца. Но это все же лекарство не от болезни, а от симптомов.
Как его пережить
При выполнении условий из предыдущего пункта можно вообще обойтись без этого. Но за миллион лет может произойти многое. Возможно, в какой-то момент предотвращать совсем экстремальные изменения станет либо нецелесообразно, либо просто невозможно. Тогда придется задуматься о терраформировании Луны, Марса и Венеры, о создании и запуске искусственных космических станций. При этом естественная биологическая эволюция человека, скорее всего, не спасет: даже если изменения климата будут довольно медленными, то адаптироваться к ним человечество будет не с помощью медленного и случайного естественного отбора, а только благодаря техническому прогрессу.
Александр Марков, заведующий кафедрой эволюционной биологии МГУ: Человек, в отличие от очень многих других животных, к климатическим изменениям уже давно практически не приспосабливается за счет биологической эволюции. Мы приспосабливаемся с помощью культуры. И человек далеко превзошел всех млекопитающих по способности адаптироваться к самому разному климату.
Естественный отбор в этом плане действует на нас гораздо слабее. Потому что если у вас есть теплая одежда и ваша популяция живет в прохладном климате, то отбор на холодоустойчивость либо совсем, либо почти не будет работать.
Такие процессы — даже в случае быстрого и сильного отбора — занимают несколько тысяч лет, чтобы в популяции стали заметны морфологические изменения.
Насколько это сложно
Здесь и сейчас ни один из тех методов, которые потенциально могут понадобиться для спасения Земли, по тем или иным причинам недоступен. Но для некоторых из них уже не только сформулированы идеи и базовые принципы, но даже разработаны технологии. Например, методы солнечной геоинженерии можно внедрять уже сейчас (о них читайте в материале «Я тучи разведу руками»). Эти технологии реализуемы — просто пока не проработаны схемы запуска и не до конца ясны их последствия. Для многих технологий, связанных с управлением климата на планете, прорывы ожидаются в самом ближайшем будущем.
Александр Чернокульский: Что касается технологий по адаптации, то в них нет ничего нового, это чаще всего даже не технологические решения, а управленческие — на уровне координаций различных ведомств. Дамбы люди тоже уже научились строить, да и помещения кондиционировать. Возможно, в странах Ближнего Востока в ближайшем будущем появятся какие-нибудь стеклянные купола, где можно будет находиться даже в экстремально жаркую погоду. Очень далеко шагнули и технологии по электрогенерации, передаче и сохранению энергии, полученной с помощью возобновляемых источников энергии — Солнца и ветра. У генераторов энергии уже достаточно высокий КПД и низкая стоимость. По-видимому, в ближайшее время ожидается бум водородного топлива.
Проблема в том, что только этих технологий не хватит для удержания температуры в комфортных пределах. Нужны технологии по улавливанию углерода из атмосферы: здесь пока работают простые практики по выращиванию леса. Есть предложения по производству древесного угля, который потом можно добавлять в почву в качестве удобрения, но его производство завязано на пиролизе, у которого достаточно высокие требования к ресурсам. Прямые технологии по улавливанию углерода, основанные на различных химических реакциях, пока очень дороги и не масштабируются на нужные объемы (нужно улавливать порядка 10 гигатонн СО2 в год, а сейчас улавливают порядка килотонны). Здесь, конечно, ожидается технологический прорыв.
Что касается технологий солнечной геоинженерии, то в принципе они развиты для того, чтобы их начать внедрять. Но как раз здесь, учитывая возможные негативные последствия, на первый план выходит политика.
Сделать защитный экран от опасного излучения во время максимальных вспышек на солнце — пока нельзя, но возможные принципы его работы вполне понятны. В зависимости от типа излучения, от которого мы будем защищаться, таким экраном может быть, например, магнитное поле вокруг планеты, или газ или взвесь частиц в атмосфере, поглощающих в нужном диапазоне частот.
По прогнозам геологов, в течение сотни лет, вероятно, научатся предсказывать землетрясения, а закачивая под землю воду (например с помощью гидроразрыва пластов) можно будет генерировать искусственные микроземлетрясения. Правда, поможет ли это как-то справиться с геологическими катастрофами — непонятно. Управление траекториями астероидов — тоже не запредельная фантастика, хотя пока теории для этого существуют только на уровне идей.
Валерий Шувалов: Траектории астероидов размером более километра мы можем предсказывать на сотни лет вперед (за исключением внегалактических объектов). Но вот технологии изменения траекторий существуют пока на уровне идей и грубых оценок. Серьезной теории нет, до практической реализации далеко. Если бы в ближайшие годы наступила опасность столкновения, человечество было бы бессильно.
Похоже, что сегодня и даже в течение ближайшей сотни лет мы вряд ли переживем внезапное извержение супервулкана или падение на Землю крупного астероида. Но все-таки оснований для оптимизма намного больше: большинство идей, нужных человеку для спасения, уже сформулировано, а методы прогнозирования позволят в случае внезапной опасности довести эти технологии до реальности. И даже в некритических условиях их реализация — исключительно вопрос времени.
Второй апокалипсис: Смерть Солнца
Как это: из-за эволюции Солнца Земля покидает зону обитаемости и становится непригодной для жизни.
Когда наступит: примерно через 109–1010 лет.
Можно ли предотвратить: нет.
Можно ли пережить: да.
Что происходит
Что ж, живем дальше. Человек уже научился управлять климатом на Земле и не выпускает его из-под контроля. Удается избегать столкновений с опасными астероидами, тем более, что мы умеем не только предсказывать их траектории, но даже и корректировать их. Но вот прошел миллиард лет — и в игру начинают вступать более серьезные силы. Самая первая и самая близкая них — Солнце.
Сейчас Солнце находится на главной последовательности, примерно в середине своего жизненного цикла. Но где-то через миллиард лет оно нагреется настолько, что Земля покинет зону обитаемости, и жить на ней станет невозможно.
Положение планет Солнечной системы и некоторых экзопланет по отношению к обитаемой зоне их звезды
Небольшие изменения планеты будут происходить и до выхода из зоны обитаемости. Сотни тысяч лет будет разворачиваться земная ось, десятки миллионов лет уйдут на принципиальное изменение химического состава воздуха: сначала уменьшится количество углекислого газа, потом и кислорода. Через сотни миллионов лет соединятся все материки, а примерно через миллиард лет Земля начнет терять атмосферу. А когда пройдет пара миллиардов лет, то самым принципиальным фактором станет раздувание Солнца. Оно поглотит Меркурий и, возможно, Венеру. Если Земля этой участи избежит, на ней в любом случае станет слишком жарко, а ее атмосфера испарится. Марс к этому времени будет или на самом краю зоны обитаемости, или уже за ее пределами, поэтому его возможная колонизация тоже потеряет смысл. Этот конец света неизбежен и похоже, что единственный способ его как-то пережить — найти и колонизировать какую-то подходящую планету в другой звездной системе.
Сергей Богачев: Конец света, вызванный необратимым изменением состояния Солнца, — это один из двух концов света, который неизбежен. Вторым таким же неизбежным концом является смерть Вселенной, но Солнце, безусловно, ее опередит. Утешать может то, что произойдет это очень нескоро, примерно через пять миллиардов лет. Это будет не смерть в холоде, а смерть в пламени, так как через это время Солнце временно превратится в звезду-гигант, которая своим излучением уничтожит не только все на ближайших планетах, но, возможно, и сами планеты. По крайней мере Меркурий окажется внутри Солнца и будет испарен, как капля воды. С большой вероятностью, такая судьба ждет и Венеру, а также с меньшей, хотя не нулевой вероятностью, Землю.
Жить около разогревающегося Солнца человек, наверное, не сможет даже раньше, чем звезда достигнет стадии красного гиганта. За пару миллиардов лет до этого условия на Земле станут несовместимы с жизнью.
Сергей Попов, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ: Примерно через один миллиард лет [от сегодняшнего дня] Солнце разогреется до такой температуры, что жизнь на Земле станет для человека невозможной. Светимость Солнца потихоньку растет, и сейчас Земля находится уже близко к внутреннему краю зоны обитаемости. Соответственно, эта граница движется наружу, и примерно через миллиард лет мы ее пройдем.
Почему его не предотвратить
Вероятно, в течение сотни миллионов лет после выхода из зоны обитаемости люди еще смогут как-то компенсировать рост температуры и разрежение атмосферы, поддерживая статус-кво на планете, или просто приспосабливаться к ним технологически.
Сергей Богачев: На этом пути Солнце будет меняться незначительно. Главным изменением будет плавный рост его светимости, приводящий к росту средней температуры на Земле примерно на 10 градусов за миллиард лет. К таким плавным изменениям условий жизнь, как правило, приспосабливается без проблем.
Но на масштабах миллиардов лет единственный вариант предотвратить такой конец света — как-то повлиять на динамику эволюции Солнца. Этого делать мы не умеем. Научимся ли за миллиард лет? Невозможно представить. Поэтому от такого конца света, скорее всего, придется бежать.
Как его пережить
Когда температура на планете станет выше нынешней не на десятки градусов, а на сотни или тысячи, приспосабливаться к ней будет уже бессмысленно. Но за миллионы лет человек наверняка научится не только находить максимально подходящие для жизни экзопланеты, но и летать к ним. Через миллиард лет многие звезды будут холоднее, чем Солнце — либо потому, что они помладше, либо потому, что дольше смогут оставаться в подходящем для нас состоянии. Поэтому именно вариант с переселением на экзопланету в другой звездной системе кажется самым подходящим для выживания человечества.
Для этого придется сначала найти подходящую звезду — лучше всего подойдет красный карлик с небольшой переменностью и со стабильной зоной обитаемости. Эти звезды заметно меньше Солнца, но намного дольше находятся на главной последовательности. Внутри зоны обитаемости должна находится планета со стабильной орбитой и близкой к Земле массой, чтобы на ней были магнитное поле, атмосфера, тектоника плит и правильный элементный состав.
Сергей Попов: Современная солнечная стадия, когда звезда находится на главной последовательности, — это самая длинная стадия в жизни звезды. Но если мы говорим о красных карликах, у них эта стадия может длиться десятки миллиардов лет, и здесь не особенно принципиально, старше звезда, чем Солнце, или моложе. Потому что времени впереди много. Если звезда — прямо двойник Солнца, тогда вопрос возраста важный, но пока нам сложно определять возраст такой звезды с большой точностью. Но если у нас вообще появится возможность переселения, то научиться точно определять возраст звезд, конечно, намного проще, чем научиться туда переселяться.
Важно, что звезд вообще очень много, и звезд, похожих на Солнце, — очень много. Когда у нас появится техническая возможность туда переселяться, то у нас будет огромный выбор, и мы будем довольно хорошо знать все астрономические параметры этих звезд. Около звезды солнечного типа планета может находиться в зоне обитаемости миллиарды лет. А если это красный карлик, то намного больше.
Возможно, к условиям на новой планете придется как-то адаптироваться — и поскольку биологическая эволюция нам здесь не помощник, то, кроме культурной и технической адаптации, на помощь могут прийти и какие-то генетические методы.
Александр Марков: В этой ситуации мы не будем полагаться на медленную биологическую эволюцию. Да и как? Вот когда мы прилетим на другую планету, тогда на нас и начнут действовать эти новые условия. Пока мы только готовимся, на нас ведь не будет действовать тот отбор и эволюционировать мы не будем. Тут речь будет идти об искусственной эволюции. Во-первых, мы, конечно, будем готовиться технически: очистители воздуха, скафандры, фильтры для воды, методы изготовления тех вещей, которые нам нужны из тех материалов, которые есть на той планете. Во-вторых, чтобы сам организм получше подготовить к принципиально другим условиям люди будут работать над генетическими модификациями и совершенствованием человека с помощью генной инженерии.
Такие изменения будут возможны, если мы будем знать, под какие конкретно условия мы таким образом пытаемся адаптироваться. [Пока мы на Земле,] намного проще, эффективнее, дешевле и реалистичнее адаптироваться к изменениям за счет технического прогресса, а не меняя самого человека. Но если генетические модификации станут практичными и безопасными, то почему бы и нет. Наряду с техническими решениями, люди начнут искать и какие-то генетические решения.
Насколько это сложно
Здесь и сейчас мы очень далеки от того, чтобы пережить второй апокалипсис. Ближе всего к нужному уровню развития — методы наблюдений и поиска нужных звезд и планет, на их доработку понадобятся десятки или сотни лет. Биотехнологии, которые позволили бы нам адаптироваться (при необходимости) к другому миру, мы «доделаем» примерно за тот же срок. А вот на развитие космических кораблей для путешествий потребуется намного больше времени — вероятно, это сотни или тысячи лет. Это, однако, значительно меньше миллиарда лет, через который эти технологии станут жизненно важными.
Сегодня мы знаем мало экзопланет земного типа: первую планету в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце, обнаружили только в 2015 году, а подходящую планету в зоне обитаемости, которая похожа на Землю размером, нашли только в 2020 году. Вероятно, скоро человек научится находить такие планеты в большом количестве.
Земля и Kepler-1649c, наиболее похожая на Землю экзопланета из известных
Другое дело, что современная космонавтика очень далека даже от путешествий внутри Солнечной системы, а про путешествия (и тем более переселение) в другие звездные системы речи пока не идет — и видимо, именно это самый принципиальный момент для выживания по такому сценарию (о том, на каком уровне развития сейчас эти технологии и каков их ближайший горизонт, читайте в материале «Через пропасть»).
Про технологии терраформирования тоже говорить не приходится. Хотя скорее всего, при наличии выбора из множества землеподобных планет, они и не понадобятся вовсе. Но конечно, даже из 2021 года все это выглядит куда реалистичнее, чем управление эволюцией звезд и предотвращение смерти Солнца как таковой. А технологии за миллиард лет стоять на месте точно не будут.
Сергей Попов: Сейчас нам еще трудновато искать именно полные аналоги Земли — планеты земного типа, находящиеся в зоне обитаемости вокруг звезды, похожей на Солнце. Сейчас их известно буквально несколько штук. Но их количество должно резко возрасти уже где-нибудь к концу этого десятилетия. Сейчас мы знаем довольно много железокаменных планет в зоне обитаемости у красных карликов. Это, конечно, совсем другое, там появляются свои сложности, но если брать планеты в зонах обитаемости у красных карликов (и вообще любые планеты в зонах обитаемости), сейчас мы знаем их несколько десятков, но прогресс в открытии подобных объектов будет в ближайшие годы и десятилетия очень большим, поэтому это количество будет очень сильно расти. И учитывая, что времени впереди у нас впереди много, это не представляет какой-то проблемы.
А всякое терраформирование — это слишком непростая штука и, на мой взгляд, еще большая фантастика, чем переселение. Если мы технически достигли возможности переселяться, то наши возможности астрономических наблюдений должны вырасти колоссально, и учитывая обилие планет в галактике, мы сможем выбрать что-то подходящее. И скорее всего, это будет решаться таким способом.
При этом генетическая модификация для ускоренной адаптации к условиям на новой планете даже сейчас выглядят куда ближе: технологии редактирования геномов — одна из самых быстро развивающихся областей биологии. С этической стороной вопроса редактирования человеческого генома сложности пока есть, и вряд ли они быстро решатся, но если возникнет необходимость, и их, вероятно, удастся быстро преодолеть. А какого прогресса в этой области человек достигнет через сотни миллионов лет — даже представить сложно.
Александр Марков: Мы очень быстро движемся к практической возможности управлять своими адаптационными характеристиками с помощью генетической модификации. Технологии редактирования геномов быстро развиваются. Сейчас, конечно, пока далеко до практического применения на человеке: эти технологии ненадежны, много ошибок в редактировании геномов, много нецелевых мутаций. Но если прижмет, если встанет вопрос выживания человечества, то люди вложат побольше ресурсов в эти исследования и достаточно быстро доведут технологии до практической применимости. Это все довольно-таки близко.
Я думаю, что это если не за десятилетия, то за столетие могли бы с этим справиться. Если осознаем такую необходимость.
Третий апокалипсис: Смерть Вселенной
Как это: звезды гаснут, галактики остывают, Вселенная непреклонно движется к своей тепловой смерти.
Когда наступит: через 1012–10600 лет.
Можно предотвратить: нет.
Можно пережить: нет.
Что происходит
Второй апокалипсис мы не могли предотвратить, но смогли от него убежать. После этого у человечества есть еще миллиарды лет для того, чтобы освоиться на подходящей экзопланете в другой звездной системе — хотя вряд ли при соответствующих технологиях оно ограничится одной планетой и одной системой. Жить так можно очень долго, но по-прежнему не бесконечно. Если мы живем у звезды, похожей на Солнце, то спустя несколько миллиардов лет, нам придется искать новую такую же. Но и они когда-то закончатся. Все это время Вселенная продолжает расширяться и остывать, звезды одна за другой гаснут, а новые на смену им не появляются.
Сергей Попов: Для всех галактик характерно падение темпа звездообразования. Звезды солнечного типа живут около 10 миллиардов лет. Соответственно, по истечение такого времени нам принципиально нужна новая звезда. То есть нам нужно их постоянно делать. Соответственно, в любой галактике истощаются запасы газа, пригодного для образования звезд. И со временем перестают появляться новые звезды. Есть красные карлики, которые живут очень долго. И в этом смысле они всегда будут каким-то источником энергии. Остаются компактные объекты — их можно делать источником энергии, сбрасывая на них какое-то вещество. Тут все упирается в технические возможности. Но вообще говоря, галактика как целое — эволюционирует. Меняется темп формирования звезд в ней, и в норме он все время уменьшается.
Наша галактика примерно через семь миллиардов лет сольется с Туманностью Андромеды. Это приведет к резкому росту темпа формирования звезд в слившейся галактике (потому что, во-первых, просто станет больше вещества, а во-вторых, столкновение галактик способствует образованию газа, пригодного для формирования звезд). Через несколько миллиардов лет к ним присоединится галактика Треугольника — это будет ее немножко омолаживать. Но на очень большой шкале времени все равно все эти процессы затухают.
Несмотря на то, что галактики отличаются друг от друга, у всех них один путь — к смерти. Темп звездообразования во всех галактиках падает. Поэтому лучше сразу найти себе подходящую звезду, около которой можно жить достаточно долго, чтобы потом не пришлось искать новую звезду в какой-то далекой новой галактике.
Борис Штерн, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН: В своей массе галактики по возрасту различаются слабо — большинство возникло в первые пару миллиардов лет существования Вселенной. Правда, потом они эволюционировали, сталкивались и сливались, отчего оказались довольно разными. Но скакать по галактикам особого смысла не имеет — достаточно избегать областей со слишком бурным звездообразованием и эллиптических галактик, где диск разрушен давно (в них звезды класса Солнца уже прогорели или скоро прогорят). Разве что захочется найти уютный оранжевый карлик, но их и так везде много. Достаточно научиться перемещаться в пределах Млечного пути — там порядка миллиарда планет, пригодных для жизни.
В галактиках еще долго будут светить красные карлики — до триллиона лет и даже больше. Жить там не очень хорошо, сильные вспышки и звездный ветер, но, наверное, можно приспособиться. Так что масштаб порядка триллиона лет для жизни вполне доступен. Это в сто раз больше современного возраста Вселенной.
Но так или иначе, еще квадриллион лет такой жизни (а может, даже квадриллион квадриллионов) — и придется всерьез задуматься о смерти Вселенной. Новых мест для переселения просто не останется — кажется, что сделать с этим ничего нельзя.
Прогнозы времени смерти Вселенной отличаются на сотни порядков: это зависит от того, какой именно момент считать ее смертью. Если оценивать ее по возможному времени жизни нуклонов, то ждать этого 1036 лет, если по времени, когда все вещество превратится в море элементарных частиц, то не меньше 1040 лет. К этому моменту во Вселенной в основном останутся только черные дыры, которые будут излучать гравитационные волны, постепенно сливаться вместе и, возможно, готовить себя к новому Большому взрыву.
Борис Штерн: Даже если коллапс Вселенной когда-то произойдет (для этого надо, чтобы темная энергия куда-то делась – она раздувает Вселенную), то в невообразимой дали, выражающейся числом с огромным неизвестным числом нулей, например, 1050 или 10100 лет. Есть более интересная перспектива: если темная энергия — физическое поле, она может «выгореть», превратившись в некие новые частицы ничтожной массы и энергии. С точки зрения нового содержимого Вселенной, это будет новый Большой взрыв. Но это лишь рассуждения, пока ничем не подкрепленные.
Если таким образом Вселенная не переродится, то ожидать ее смерти можно, начиная с отметки в 10100 лет. Ее наступление можно оценить, например, по времени жизни метастабильного вакуума.
Дмитрий Горбунов, главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН: В рамках Стандартной модели массы элементарных частиц определяются вакуумной величиной хиггсовского поля. Если физические параметры Стандартной модели ровно такие, как измерено сейчас, то современный вакуум нестабилен, и через много-много лет случится фазовый переход — где-то образуется пузырь нового вакуума — и начнет расширяться, меняя массы всех частиц (частицы потяжелеют более чем в миллиарды раз). Если это называть концом Вселенной, то до него ждать не менее 10600 лет.
Но человечество, скорее всего, погибнет намного раньше этого срока — когда погаснет последний красный карлик. Это должно случиться через 1012 лет, и после этого во Вселенной просто не останется мест для жизни. Не останется и естественных источников энергии, чтобы такие места создавать. Но возможно, технологии через квадриллионы лет позволят создать такие источники искусственно. Тогда мы сможем спокойно погибнуть вместе со Вселенной. Бежать от этого будет уже некуда.
Почему его нельзя предотвратить
Пока мы не до конца знаем, как именно устроена Вселенная, и когда она будет умирать. Но даже если мы поймем, как Вселенная работает, то в то, что человек сможет как-то управлять ее развитием, сегодня поверить невозможно. У нас нет и не предвидится способов управления даже отдельными звездами — что уж говорить о всей Вселенной с ее масштабами (и пространственными, и временными). Поэтому этот конец света неизбежен.
Почему его не пережить
Пережить смерть Вселенной в полном смысле не удастся никаким способом. Единственная надежда — на то, что от него удастся каким-то образом отдалиться. Некоторые современные физические теории предполагают возможность перемещений во времени (подробнее об этом читайте в материале «Убить дедушку и выжить»). Правда, согласно современным представлениям, путешествия во времени, прыжки между различными реализациями мультивселенной, замедление и ускорение времени могут спасти элементарные частицы — но не человека, и уж тем более не целую цивилизацию. Так что бежать от этого конца света некуда, и здесь не помогут ни современные, ни будущие физические теории.
Борис Штерн: Никто не знает, когда появится «теория всего». С Общей теорией относительности главная проблема не в объединении с другими взаимодействиями, а в синтезе с квантовой механикой — там все очень плохо. Большие надежды возлагались на теорию струн, но сейчас видно, что в рамках этой теории практически невозможно делать конкретные предсказания и интерпретировать физику частиц: получается неподъемное количество разных вариантов реализации теории.
Но в любом случае эта теория не сделает возможными путешествия во времени или перескоки между вселенными. Перемещения назад во времени запрещены принципом причинности. Он эквивалентен требованию однозначности истории — судя по всему, это очень глубокий фундаментальный принцип. А перескоки между вселенными теоретически возможны, если сохранились связывающие их кротовые норы. Но такие перескоки — не слишком рациональный способ путешествия: в центре кротовой норы планковская плотность (1094 грамм на кубический сантиметр), так что попасть в другую вселенную можно разве что в виде набора экзотических частиц. Теория всего здесь не помощница — она может расширить существующую физику, вписать ее в новый контекст. Но транспортные проблемы, что в пространстве, что во времени. она не решит.
Почему с этим ничего не поделать
Наши возможности в области путешествий во времени и других способов уклониться от смерти Вселеной бесконечно далеки от реальности, и скорее всего, просто невозможны.
Конечно, пока не сформулирована «теория всего» и о Вселенной мы знаем не так много: 95 процентов ее составляют темная энергия и темная материя. Про внутренности черных дыр, мультивселенную и замкнутые криволинейные кривые достоверно неизвестно ничего, но фундаментальные физические принципы их запрещают.
Если наши представления об устройстве мира верны, то смерть неизбежна.
Источник