Астрономы: Конец света непременно наступит

2009-12-16 15:37 331 Нравится 4

Конец света непременно наступит — в этом сходятся все ученые.

Астрономы спорят лишь о сроках и вероятных причинах этого печального

события.

Человеческий разум любопытен, пытлив и склонен к сбору типичной

информации. Когда родился, женился, умер? Когда произошло то или иное

историческое событие и что послужило ему причиной? Ключевые вопросы,

неизменно терзающие разум западного человека, — когда и как именно?

Один из этих вечных вопросов — когда же наступит конец света и как

именно это произойдет?

В конце XIX — начале XX века в мировой литературе появилось новое

направление — постапокалиптика. Его представители описывали события,

происходящие после конца света. Своей популярностью и многообразием это

направление обязано, вероятно, страхам людей — кстати говоря, вполне

обоснованным. Кроме общего печального настроения, охватившего тогда

население Европы и получившего название fin-de-siecle, были очевидные

угрозы из космоса: Большая сентябрьская комета 1882 года, Великая

комета Дневного света 1910 года, взрыв сверхновой 1885 года.

Начавшийся ХХ век повлек длинную череду все более и более

кровопролитных войн и революций, а ускорившийся научно-технический

прогресс дал людям реальную возможность самостоятельно, дожидаясь

космических катаклизмов, уничтожить Землю. Несмотря на множество книг,

фильмов и даже компьютерных игр, созданных на эту волнующую тему,

сценариев вселенской гибели не так много, и даже если она приходит из

космоса или её приносит другая неудержимая природная сила, человечество

погибает по своей же вине и оплошности.

Основные темы, эксплуатируемые писателями и сценаристами, известны

почти всем: это третья мировая война с применением ядерного,

химического или биологического оружия; вторжение инопланетян; восстание

машин, ведомых искусственным разумом; пандемия; падение метеорита;

возрождение динозавров… Но даже если отвлечься от сплина и декадентских

мыслей о том, что человечество в скором времени само себя истребит,

прогнозы вселяют тревогу.

Рождение Солнца

В настоящее время считается, что наиболее опасны для Земли столкновения с астероидами или солнечные катаклизмы.

Возраст Солнца оценивается большинством астрофизиков примерно в 4,59

миллиарда лет. Его относят к средним или даже малым по величине звездам

— такие звезды существуют дольше, чем их более крупные и быстро

выгорающие сестры. Солнце пока успело израсходовать меньше половины

имевшегося в нем водорода: из доли в 70,6 процента от первоначальной

массы солнечного вещества осталось 36,3. В ходе термоядерных реакций

водород внутри Солнца превращается в гелий.

Для того чтобы пошла реакция термоядерного синтеза, необходимы

высокая температура и высокое давление. Ядра водорода представляют

собой протоны — элементарные частицы с положительным зарядом, между

ними действует сила электростатического отталкивания, мешающая им

сближаться. Но внутри действуют также значительные силы всемирного

притяжения, которые мешают протонам разлетаться. Напротив, они

прижимают протоны настолько близко друг к другу, что начинается ядерный

синтез.

Часть протонов при этом превращается в нейтроны, и силы

электростатического отталкивания ослабевают; в результате светимость

Солнца повышается. По оценкам ученых, на начальном этапе существования

Солнца его светимость составляла только 70 процентов от того, что оно

излучает сегодня, и в последующие 6,5 миллиардов лет светимость звезды

будет только расти.

Впрочем, с этой самой распространенной и вошедшей в учебники точкой

зрения продолжают спорить. И главной темой для спекуляций служит именно

химический состав солнечного ядра, о котором можно судить только по

весьма косвенным данным. В одной из конкурирующих теорий

предполагается, что основным элементом в солнечном ядре является вовсе

не водород, а железо, никель, кислород, кремний и сера. Легкие элементы

— водород и гелий — присутствуют только на поверхности Солнца, и

реакция синтеза облегчается благодаря большому количеству нейтронов,

излучаемых ядром.

Оливер Мануэль (Oliver Manuel) разработал эту теорию в 1975 году и с

тех пор старается убедить научное сообщество в её справедливости. У

него есть некоторое количество сторонников, но большинство астрофизиков

относятся к ней настороженно.

Гори, гори ясно

Какая из теорий ни была бы справедлива, «солнечное горючее» рано или

поздно будет кончаться. Из-за недостатка водорода термоядерные реакции

начнут приостанавливаться, и равновесие между ними и силами притяжения

нарушится, отчего внешние слои прижмутся к ядру. От сжатия концентрация

оставшегося водорода повысится, ядерные реакции усилятся, и ядро начнет

расширяться.

Общепринятая теория предсказывает, что в возрасте 7,5-8 миллиардов

лет (то есть через 4-5 миллиардов лет) Солнце превратится в красного

гиганта: его диаметр увеличится более чем в сто раз, так что орбиты

первых трех планет Солнечной системы окажутся внутри звезды. Ядро очень

горячее, а температура оболочки гигантов небольшая (около 3000

градусов) — и поэтому красного цвета.

Характерной особенностью красного гиганта можно считать то, что

водород уже больше не может служить «горючим» для ядерных реакций

внутри него. Теперь начинает «гореть» уже гелий, скопившийся там в

больших количествах. При этом образуются неустойчивые изотопы бериллия,

которые при бомбардировке их альфа-частицами (то есть теми же ядрами

гелия) превращаются в углерод.

Именно на этом жизнь на Земле, да и сама Земля, скорее всего, уже

гарантированно прекратит свое существование. Даже той невысокой

температуры, которую на тот момент будет иметь солнечная периферия,

хватит, чтобы наша планета полностью испарилась.

Конечно же, человечество в целом, как каждый человек по отдельности,

надеется на вечную жизнь. Момент превращения Солнца в красного гиганта

накладывает на эту мечту определенные ограничения: подобную катастрофу

человечеству если и удастся пережить, то только за пределами своей

колыбели.

Но уместно тут напомнить, что один из крупнейших физиков

современности Стивен Хокинг (Stephen Hawking) уже давно утверждает:

момент, когда единственным способом выжить для человечества станет

колонизация других планет, уже почти настал. Внутриземные причины

сделают эту колыбель невозможной для обитания гораздо раньше, чем

что-то плохое случится с Солнцем.

Пролет над огненной бездной

Но даже если пророчеству Хокинга и его многочисленных

предшественников и единомышленников во всем мире суждено сбыться и

человечество отправится на строительство «внеземной цивилизации»,

судьба Земли по-прежнему будет волновать людей. Поэтому многие

астрономы с особым интересом относятся к звездам, похожим на Солнце по

своим параметрам, — в особенности когда эти звезды превращаются в

красных гигантов.

Так, группа астрономов под руководством Сэма Рэгланда (Sam Ragland)

с помощью инфракрасно-оптического комплекса из трех объединенных

телескопов Arizona`s Infrared-Optical Telescope Array исследовала

звезды с массами от 0,75 до 3 масс Солнца, приближающиеся к концу своей

эволюции. Приближающийся конец довольно легко опознается по низкой

интенсивности линий водорода в их спектрах, и, напротив, по высокой —

линий гелия и углерода.

Баланс гравитационных и электростатических сил в таких звездах

нестабилен, а водород и гелий внутри них чередуются как вид ядерного

топлива, что вызывает изменения яркости звезды с периодом порядка 100

тысяч лет. Многие такие звезды проводят заключительные 200 тысяч лет

своей жизни как переменные типа Мира. (Мира-переменные — это звезды,

светимость которых регулярно изменяется с периодом от 80 до 1 тысячи

дней. Они названы так по имени «родоначальницы» класса, звезды Мира в

созвездии Кита).

Именно в этом классе произошло довольно неожиданное открытие: вблизи

звезды V 391 в созвездии Пегаса обнаружилась экзопланета, ранее

погруженная в раздувшуюся оболочку звезды. Если говорить более точно,

звезда V 391 пульсирует, из-за чего её радиус то увеличивается, то

уменьшается. Планета, об обнаружении которой группа астрономов разных

стран сообщила в сентябрьском номере журнала Nature, имеет массу, более

чем втрое превышающую массу Юпитера, и радиус её орбиты в полтора раза

больше расстояния, отделяющего Землю от Солнца.

Когда звезда V 391 проходила стадию красного гиганта, её радиус

достиг как минимум трех четвертей от радиуса орбиты. Однако к началу

расширения звезды радиус орбиты, на которой находилась планета, был

меньше. Результаты этого открытия оставляют Земле шанс сохраниться

после взрыва Солнца, хотя параметры орбиты, да и радиус самой планеты

скорее всего изменятся.

Аналогию несколько портит тот факт, что эта планета, равно как и её

материнская звезда, не очень похожи на Землю и Солнце. А главное, V 391

при превращении в красного гиганта «сбросила» значительную часть своей

массы, что и «спасло» планету; но это происходит лишь с двумя

процентами гигантов. Хотя «сброс» внешних оболочек с превращением

красного гиганта в постепенно остывающего белого карлика, окруженного

расширяющейся газовой туманностью, не такая уж редкость.

Чужое небо

Слишком близкая встреча со своей звездой — самая очевидная, но не

единственная неприятность, ожидающая Землю со стороны других крупных

космических тел. Вполне вероятно, что Солнце будет превращаться в

красного гиганта, уже покинув нашу галактику. Дело в том, что наша

галактика Млечный Путь и соседняя гигантская галактика Туманность

Андромеды уже миллионы лет находятся в гравитационном взаимодействии,

которое в итоге приведет к тому, что Андромеда «подтянет» к себе

Млечный Путь, и он станет частью этой крупной галактики. В новых

условиях Земля станет совсем другой планетой, более того, в результате

гравитационного взаимодействия Солнечная система, как и сотни других

систем, могут быть буквально разорваны.

Так как гравитационное притяжение Туманности Андромеды намного

сильнее гравитации Млечного Пути, последний приближается к ней со

скоростью около 120 км/с.

С помощью компьютерных моделей, выполненных с точностью до 2,6

миллиона объектов, ученые-астрономы определили, что примерно через 2

миллиарда лет галактики сблизятся, и сила притяжения начнет

деформировать их структуры, образуя длинные притягивающиеся хвосты из

пыли и газа, звезд и планет. Ещё же через 3 миллиарда лет галактики

вступят в непосредственный контакт, в результате которого новая

объединенная галактика примет эллиптическую форму (обе галактики на

сегодня считаются спиральными). Cотрудники Гарвардско-Смитсониевского

астрофизического центра (The Harvard Smithsonian Center for

Astrophysics) профессор Ави Лоэб (Avi Loeb) и его ученик Т. Дж. Кокс

(T.J. Cox) предположили, что, если бы мы смогли наблюдать небо нашей

планеты через пресловутые 5 миллиардов лет, то вместо привычного нам

Млечного пути — бледной полосы тусклых мерцающих точек — мы бы увидели

миллиарды новых ярких звезд. При этом наша Солнечная система находилась

бы «на задворках» новой галактики — примерно в ста тысячах световых лет

от её центра вместо настоящих 25 тысяч световых лет. Впрочем, есть и

другие расчеты: после полного слияния галактик Солнечная система может

продвинуться ближе к центру галактики (67000 световых лет), а может

случиться и так, что она попадет в «хвост» — связующее звено между

галактиками. И в последнем случае из-за гравитационного воздействия

находящиеся там планеты будут разрушены.

Вместе с тем, уточнить свой прогноз ученые смогут уже в 2011 году,

когда на орбиту Земли будет выведен аппарат Gaia, принадлежащий

Европейскому космическому агентству. Gaia займется определением

скоростей галактик и определением изменения позиций звезд.

Рассматривать будущее Земли, Солнца, Солнечной системы в целом и

Млечного Пути столько же увлекательно, сколько и условно-научно.

Огромные отрезки времени прогнозов, недостаток фактов и относительная

слабость технологий, а также в немалой степени привычка современного

человека мыслить категориями кинематографа и триллеров, влияют на то,

что предположения о будущем больше похожи на научную фантастику, только

с особым упором на первое слово.

Комментарии (0)

Добавить смайл! Осталось 3000 символов
Создать блог

Опрос

Как думаете, будет ли в ближайше время вторжение РФ в Украину?

Реклама