Кінець світу неодмінно настане - в цьому сходяться всі вчені. Астрономи сперечаються лише про терміни і ймовірні причини цієї сумної події. Людський розум цікавий, допитливий і схильний до збору типової інформації. Коли народився, одружився, помер? Коли відбулася та чи інша історична подія і що послужило йому причиною? Ключові питання, незмінно терзають розум західної людини, - коли і як саме? Один з цих вічних питань - коли ж настане кінець світу і як саме це станеться?
Людський розум цікавий, допитливий і схильний до збору типової інформації. Коли народився, одружився, помер? Коли відбулася та чи інша історична подія і що послужило йому причиною? Ключові питання, незмінно терзають розум західної людини, - коли і як саме? Один з цих вічних питань - коли ж настане кінець світу і як саме це станеться?
Розпочатий ХХ століття спричинив довгу низку все більш і більш кровопролитних воєн і революцій, а прискорився науково-технічний прогрес дав людям реальну можливість самостійно, чекаючи космічних катаклізмів, знищити Землю. Незважаючи на безліч книг, фільмів і навіть комп'ютерних ігор, створених на цю хвилюючу тему, сценаріїв вселенської загибелі не так багато, і навіть якщо вона приходить з космосу або її приносить інша нестримна природна сила, людство гине по своїй же вині і помилки.
Основні теми, що експлуатуються письменниками і сценаристами, відомі майже всім: це третя світова війна із застосуванням ядерної, хімічної або біологічної зброї; вторгнення інопланетян; повстання машин, ведених штучним розумом; пандемія; падіння метеориту; відродження динозаврів ... Але навіть якщо відволіктися від спліну і декадентських думок про те, що людство незабаром саме себе знищить, прогнози вселяють тривогу.
народження Сонця
В даний час вважається, що найбільш небезпечні для Землі зіткнення з астероїдами або сонячні катаклізми.
Вік Сонця оцінюється більшістю астрофізиків приблизно в 4,59 мільярда років. Його відносять до середніх або навіть малим за величиною зірок - такі зірки існують довше, ніж їхні більші і швидко вигорає сестри. Сонце поки встигло витратити менше половини наявного в ньому водню: з частки в 70,6 відсотка від початкової маси сонячної речовини залишилося 36,3. В ході термоядерних реакцій водень усередині Сонця перетворюється в гелій.
Для того щоб пішла реакція термоядерного синтезу, необхідні висока температура і високий тиск. Ядра водню представляють собою протони - елементарні частинки з позитивним зарядом, між ними діє сила електростатичного відштовхування, що заважає їм зближуватися. Але всередині діють також значні сили всесвітнього тяжіння, які заважають протонам розлітатися. Навпаки, вони притискають протони настільки близько один до одного, що починається ядерний синтез.
Частина протонів при цьому перетворюється в нейтрони, і сили електростатичного відштовхування слабшають; в результаті світність Сонця підвищується. За оцінками вчених, на початковому етапі існування Сонця його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні, і в наступні 6,5 мільярда років світність зірки буде тільки рости.
Втім, з цієї найпоширенішою і увійшла в підручники точкою зору продовжують сперечатися. І головною темою для спекуляцій служить саме хімічний склад сонячного ядра, про який можна судити тільки по дуже непрямими даними. В одній з конкуруючих теорій передбачається, що основним елементом в сонячному ядрі є зовсім не водень, а залізо, нікель, кисень, кремній і сірка. Легкі елементи - водень і гелій - присутні тільки на поверхні Сонця, і реакція синтезу полегшується завдяки великій кількості нейтронів, що випромінюються ядром.
Олівер Мануель (Oliver Manuel) розробив цю теорію в 1975 році і з тих пір намагається переконати наукове співтовариство в її справедливості. У нього є деяка кількість прихильників, але більшість астрофізиків ставляться до неї насторожено.
Яка з теорій не була б справедлива, «сонячне пальне» рано чи пізно буде закінчуватися. Через нестачу водню термоядерні реакції почнуть припинятися, і рівновага між ними і силами тяжіння порушиться, чому зовнішні шари пригорнуться до ядра. Від стиснення концентрація залишився водню підвищиться, ядерні реакції посиляться, і ядро почне розширюватися.
Загальноприйнята теорія передбачає, що у віці 7,5-8 мільярдів років (тобто через 4-5 мільярдів років) Сонце перетвориться на червоного гіганта: його діаметр збільшиться більш ніж в сто разів, так що орбіти перших трьох планет Сонячної системи опиняться всередині зірки . Ядро дуже гаряче, а температура оболонки гігантів невелика (близько 3000 градусів) - і тому червоного кольору.
Характерною особливістю червоного гіганта можна вважати те, що водень вже більше не може служити «пальним» для ядерних реакцій всередині нього. Тепер починає «горіти» вже гелій, що накопичився там у великих кількостях. При цьому утворюються нестійкі ізотопи берилію, які при бомбардуванні їх альфа-частками (тобто тими ж ядрами гелію) перетворюються в вуглець.
Саме на цьому життя на Землі, так і сама Земля, швидше за все, вже гарантовано припинить своє існування. Навіть тієї невисокої температури, яку на той момент буде мати сонячна периферія, вистачить, щоб наша планета повністю випарувалася.
Звичайно ж, людство в цілому, як кожна людина окремо, сподівається на вічне життя. Момент перетворення Сонця в червоного гіганта накладає на цю мрію певні обмеження: подібну катастрофу людству якщо і вдасться пережити, то тільки за межами своєї колиски.
Але доречно тут нагадати, що один з найбільших фізиків сучасності Стівен Хокінг (Stephen Hawking) вже давно стверджує: момент, коли єдиним способом вижити для людства стане колонізація інших планет, вже майже настав. Внутріземнимі причини зроблять цю колиску неможливою для проживання набагато раніше, ніж щось погане станеться з Сонцем.
Проліт над вогняною прірвою
Але навіть якщо пророцтвом Хокінга і його численних попередників і однодумців у всьому світі судилося збутися і людство відправиться на будівництво «позаземної цивілізації», доля Землі як і раніше буде хвилювати людей. Тому багато астрономів з особливим інтересом ставляться до зірок, схожим на Сонце по своїх параметрах, - особливо коли ці зірки перетворюються в червоних гігантів.
Так, група астрономів під керівництвом Сема Регланда (Sam Ragland) за допомогою інфрачервоної-оптичного комплексу з трьох об'єднаних телескопів Arizona # 96; s Infrared-Optical Telescope Array досліджувала зірки з масами від 0,75 до 3 мас Сонця, що наближаються до кінця своєї еволюції . Наближається кінець досить легко розпізнається по низької інтенсивності ліній водню в їх спектрах, і, навпаки, за високою - ліній гелію і вуглецю.
Баланс гравітаційних і електростатичних сил в таких зірках нестабільний, а водень і гелій всередині них чергуються як вид ядерного палива, що викликає зміни яскравості зірки з періодом близько 100 тисяч років. Багато такі зірки проводять заключні 200 тисяч років свого життя як змінні типу Світу. (Світу-змінні - це зірки, світність яких регулярно змінюється з періодом від 80 до 1 тисячі днів. Вони названі так по імені «родоначальниці» класу, зірки Миру в сузір'ї Кита).
Коли зірка V 391 проходила стадію червоного гіганта, її радіус досяг як мінімум трьох чвертей від радіуса орбіти. Однак до початку розширення зірки радіус орбіти, на якій знаходилася планета, був меншим. Результати цього відкриття залишають Землі шанс зберегтися після вибуху Сонця, хоча параметри орбіти, так і радіус самої планети швидше за все зміняться.
Аналогію дещо псує той факт, що ця планета, так само як і її материнська зірка, не надто схожі на Землю і Сонце. А головне, V 391 при перетворенні на червоного гіганта «скинула» значну частину своєї маси, що і «врятувало» планету; але це відбувається лише з двома відсотками гігантів. Хоча «скидання» зовнішніх оболонок з перетворенням червоного гіганта в поступово остигає білого карлика, оточеного розширюється газової + EN, не така вже й рідкість.
чуже небо
Занадто близька зустріч зі своєю зіркою - найочевидніша, але не єдина неприємність, яка очікує Землю з боку інших великих космічних тіл. Цілком ймовірно, що Сонце буде перетворюватися на червоного гіганта, вже покинув нашу галактику. Справа в тому, що наша галактика Чумацький Шлях і сусідня гігантська галактика Туманність Андромеди вже мільйони років перебувають в гравітаційній взаємодії, яке в підсумку приведе до того, що Андромеда «підтягне» до себе Чумацький Шлях, і він стане частиною цієї великої галактики. У нових умовах Земля стане зовсім іншою планетою, більш того, в результаті гравітаційної взаємодії Сонячна система, як і сотні інших систем, можуть бути буквально розірвані.
Так як гравітаційне тяжіння Туманності Андромеди набагато сильніше гравітації Чумацького Шляху, останній наближається до неї зі швидкістю близько 120 км / с.
За допомогою комп'ютерних моделей, виконаних з точністю до 2,6 мільйона об'єктів, вчені-астрономи визначили, що приблизно через 2 мільярди років галактики зблизяться, і сила тяжіння почне деформувати їх структури, утворюючи довгі притягуються хвости з пилу і газу, зірок і планет. Ще ж через 3 мільярди років галактики вступлять в безпосередній контакт, в результаті якого нова об'єднана галактика прийме еліптичну форму (обидві галактики на сьогодні вважаються спіральними). Співробітники Гарвардсько-Смітсоніевского астрофізичного центру (The Harvard Smithsonian Center for Astrophysics) професор Аві Лоеб (Avi Loeb) і його учень Т. Дж. Кокс (TJ Cox) припустили, що, якби ми змогли спостерігати небо нашої планети через горезвісні 5 мільярдів років , то замість звичного нам Чумацького шляху - блідою смуги тьмяних мерехтливих крапок - ми б побачили мільярди нових яскравих зірок. При цьому наша Сонячна система перебувала б «на задвірках» нової галактики - приблизно в ста тисячах світлових років від її центру замість справжніх 25 тисяч світлових років. Втім, є й інші розрахунки: після повного злиття галактик Сонячна система може просунутися ближче до центру галактики (67000 світлових років), а може трапитися і так, що вона потрапить в «хвіст» - сполучна ланка між галактиками. І в останньому випадку через гравітаційного впливу знаходяться там планети будуть зруйновані.