меню содержание news306 news307 news308
От энергетического кошмара Солнца можно улететь
|
Два швейцарских мыслителя придумали, как спасти Землю от замерзания при превращении Солнца
сначала в красного гиганта, а потом – в белого карлика. Они предложили подробный план перемеще-
ния планеты на окраины Солнечной системы и создания там «искусственного солнца». При всей его
дикости план никак нельзя назвать антинаучным.
Пока политики и экономисты из разных стран спорят о том, когда начнётся и через сколько лет закон-
чится мировая рецессия, положение в Швейцарии, похоже, располагает к комфортным размышлениям
о судьбах мира на куда более протяжённых временных масштабах. Мечислав Таубе и Вальтер Зайфриц
задумались о том, как спасти население Земли от гибели, когда Солнце исчерпает запасы своего ядер-
ного горючего.
Красный гигант и печаль В. Путина
Даже Солнце не вечно, и запасы горючего в его центре – ядер атомов водорода, протонов – с каждой
секундой сокращаются почти на миллиард тонн. Центр звезды постепенно сжимается, температура
там растёт, а размеры и яркость нашей звезды медленно, но верно увеличиваются. Например, количес-
тво энергии, испускаемой с поверхности светила, увеличивается примерно на 0,1% каждый миллион
лет.
Такое спокойное увеличение яркости будет продолжаться примерно 5–6 миллиардов лет, пока водород
в центре Солнца не исчезнет вовсе. А вот затем центр звезды потухнет, и ничто более не будет мешать
давлению сил гравитации, сжимающих центр Солнца со всех сторон. Лишённое водорода солнечное
ядро сожмётся, но при этом возникнет новый, так называемый слоевой источник энергии – «загорится»
водород, оставшийся в непосредственной близости от поджавшегося ядра.
Согласно современным представлениям о звёздной эволюции, этот процесс будет сопровождаться
грандиозной перестройкой всей центральной звезды Солнечной системы. Солнце, к тому моменту и
так слегка пополневшее, раздуется в ~ 200 раз, а его светимость из-за очень высокой плотности и
температуры в слоевом источнике увеличится почти в три тысячи раз. Так наше светило вступит в
фазу красного гиганта.
Убежать от красного гиганта
Найдена планета, пережившая предсмертное распухание своей звезды. Планета, занимавшая в своей
системе место Земли, избежала поглощения, сместившись на более удалённую орбиту. Подобное может
произойти...
Если ничего не делать, то Земля, этот не такой уж и продолжительный по астрономическим меркам
эпизод солнечной эволюции, где-то миллиард лет – не перенесёт. Поглотит ли Солнце нашу планету,
точно сказать пока трудно: с одной стороны, земная орбита должна расшириться из-за потери массы
Солнцем, с другой – то же самое потерянное вещество будет тормозить орбитальный бег Земли и тем
сокращать орбитальный радиус.
В любом случае жизнь на Земле в том виде, в котором мы её знаем, не доживёт даже до начала фазы
красного гиганта – за 5 миллиардов лет ползучее увеличение яркости Солнца по 0,1% в миллион лет
приведёт к увеличению средней температуры планеты до эдак 50–60 градусов по Цельсию. Перехваты-
вать Земля будет больше тепла, и чтобы сохранить тепловой баланс, ей придётся больше его излучать,
что неминуемо приведёт к повышению температуры.
Но даже если нам каким-то образом удастся спасти свой маленький мир от жары – например, перемес-
тив планету на более широкую орбиту, это не спасёт его от замерзания, которое неминуемо последует
позднее.
Исчерпав энергию слоевого источника и даже медленное ядерное горение гелия, Солнце потухнет, его
оболочка медленно улетучится в окружающее пространство, а в центре останется крохотный «звёздный
труп» – невероятно плотный и поначалу очень горячий объект размерами с Землю и массой примерно
в половину современной массы Солнца.
Это тот самый белый карлик, который будет медленно остывать ещё многие миллиарды лет, но сможет
дать Солнечной системе лишь в тысячи и миллионы раз меньше энергии, чем светило даёт сейчас.
Даже Владимир Путин, будучи президентом России, признавался, что его очень огорчает такая перс-
пектива.
План спасения
Таубе и Зайфриц решили не огорчаться, а подумать, что можно сделать по этому поводу. Результаты
своих размышлений они опубликовали на сайте электронных препринтов Корнельского университета.
В какой журнал работа отправится на рецензию, два смелых швейцарца не уточнили.
Собственно, Таубе и Зайфриц далеко не первые. Писатели-фантасты уже полвека размышляют о том,
чтобы создать какой-нибудь гиперзвездолёт, посадить в него землян и отправить на какую-нибудь
далёкую землю, вращающуюся вокруг далёкого солнца, которому судьба Солнца настоящего не будет
грозить ещё миллиарды и миллиарды лет.
Астрономы тоже немало думали на этот счёт. Фриман Дайсон, например, предлагал соорудить здоро-
венную медную полусферу – наподобие казана для плова, только в миллионы раз больше – и взрывать
в ней ядерные бомбы так, чтобы сила отдачи толкала крохотный космический корабль в вершине этой
полусферы, в котором элита человечества отправится колонизировать новую звёздную родину.
Однако Таубе и Зайфрица в этом сценарии смущают три обстоятельства. Во-первых, непонятно, кого
считать элитой и что будет с теми, кто остался. Во-вторых, Землю тоже жалко – мы к ней привыкли и
смотреть с далёкого звездолёта, как Солнце пожирает её экосистему, будет тяжело даже элите. Ну и,
наконец, куда эту элиту отправлять, тоже не вполне ясно.
Вместо этого швейцарцы предлагают отнести Землю на окраины Солнечной системы, предварительно
соорудив там искусственное «солнце».
В пути к новому источнику тепла и света планету будут освещать орбитальные фонари, питать которые
будут термоядерные реакции.
Земле не убежать от Солнца
Земля обречена. Появившиеся в сентябре прошлого года надежды на то, что планета сможет избежать
поглощения Солнцем, удалившись от него, не оправдались. Детальные расчёты показывают, что Солн-
це всё-таки...
Чтобы перенести наш мир за орбиту Плутона, на 7,5 миллиардов километров от Солнца – а только на
таком расстоянии Земля способна пережить фазу красного гиганта, учёные предлагают использовать
гравитационные манёвры – притяжение крупного астероида размером в несколько сот километров.
Примерно таким же образом земляне в наши дни экономят на топливе для своих – наверняка прими-
тивных, по мнению будущих исполнителей Плана спасения – межпланетных зондов, разгоняя их при-
тяжением планет.
Плутон
Таубе и Зайфриц предлагают вывести астероид на вытянутую орбиту вокруг Солнца таким образом,
чтобы он каждые несколько лет проходил всего в десятке тысяч километров от передней ( при движе-
нии по орбите) стороны нашей планеты, тем самым «подтягивая» её вперёд и увеличивая её скорость.
Конечно, сам астероид будет при этом замедляться, однако принципиально ничто не мешает устроить
его орбиту таким образом, чтобы он с той же регулярностью пролетал мимо Юпитера, который своим
могучим притяжением будет возвращать «толкач» на прежнюю орбиту. Отдача, действующая на Юпи-
тер, при этом ничтожна из-за его грандиозной массы, так что ей можно пренебречь.
Кстати, у Юпитера (и Сатурна) в этом плане ещё одна роль – из их атмосфер будет добываться дейте-
рий, тяжёлый изотоп водорода, который можно использовать для управляемой ядерной реакции.
Именно выработанная таким образом энергия пойдёт на «финансирование» всего мероприятия –
вывод астероида-«толкача» на нужную орбиту и её коррекцию, освещение Земли в пути к «искусст-
венному солнцу», а главное – конструирование этого светила.
«Искусственное солнце»
Создать новое «солнце» учёные предлагают из планет-гигантов в ближайших окрестностях Солнечной
системы. Если поглядеть, с какой скоростью учёные сейчас открывают новые экзопланеты, уже не по-
кажется странным предложение Таубе и Зайфрица отправить автономные космические корабли ко всем
ближайшим звёздам в радиусе, скажем, сотни световых лет. Повторив операцию, подобную той, что
отправит Земли на окраину Солнечной системы в окрестностях каждой далёкой звезды, можно заранее
пригнать в это место и несколько десятков, а то и сотен «юпитеров» – газовых планет-гигантов, кото-
рые, похоже, есть чуть ли не у всех звёзд.
После этого останется лишь дать этим планетам-гигантам слиться в единое светило. Температура и
плотность в недрах получившегося объекта должны быть достаточными для зажжения в нём ядерных
реакций – так родится «искусственное солнце», причём операция эта может быть безо всяких «нуль-
-порталов», а в рамках исключительно обычной физики осуществлена за десятки миллионов лет. Если
учесть, что 7 миллиардов лет в запасе у человечества есть, а его технологическое развитие и не думает
замедляться, эта идея уже не кажется такой неправдоподобной.
Кстати, объект, который заменит Солнце, Таубе и Зайфриц предлагают сделать раза в три меньше ори-
гинала по массе.
Красный карлик и генная инженерия
Серьёзной проблемой для экосистемы Земли в случае замены Солнца, звезды спектрального класса
G5V на красный карлик класса M может стать его слишком красный цвет. При той же полной освещён-
ности это резко...
Конечно, чтобы греться в его лучах так же комфортно, как и в лучах Солнца сегодня, к «искусственному
солнцу» придётся подобраться существенно ближе, так что Новый год – очередной оборот вокруг све-
тила – можно будет отмечать чуть не каждый месяц по современному календарю. Зато жить вокруг него
можно будет ещё очень долго. Звёзды, чем массивнее, тем быстрее прожигают свою жизнь, и если заду-
мываться об эвакуации Земли от Солнца надо через несколько миллиардов лет, то звезда в несколько
раз меньше его по массе проживёт десятки и сотни миллиардов лет. А уж за это время земляне приду-
мают, что делать.
«План спасения Земли» может показаться диким, но самое диковинное в нём как раз то, что никаким
законам физики это грандиозное предприятие не противоречит. Конечно, великое множество деталей
в этом плане нуждаются в уточнении, и почти к каждой из них можно придумать уйму возражений,
но принципиальных препятствий на этом пути нет. Впрочем, как показывает история, спасать челове-
чество чаще приходится от самих себя, а те грядущие проблемы, которые кажутся непреодолимыми
одному поколению, уже следующее поколение не может воспринимать без улыбки. Можно улыбнуться
уже сейчас.
gazeta.ru/science/2008/12/01_a_2901259.shtml
по теме: Убежать от красного гиганта
NASA будет искать жизнь на других планетах при помощи телескопа "Кеплер"
|
Кеплер займет положенное место на орбите и развернет все свои научные инструменты,
ему предстоит как минимум 3,5 года изучать звездные скопления между созвездиями
Лебедя и Лиры.
Американское космическое агентство NASA запускает на околоземную орбиту телескоп "Кеплер" с
95-мегапиксельной камерой для нахождения и изучения планет вокруг отдаленных звезд.
По словам Майкла Бикея, научного директора Исследовательского центра НАСА им Эймса, на сегодня
точно известно о существовании 335 планет на околозвездных орбитах в 285 планетных системах.
Ни одна из них ни по размеру, ни по расположению не является благоприятной для развития жизни.
"Нулевой результат так же важен, как и обнаружение планет", - говорит Майкл Бикей , научный дирек-
тор Исследовательского центра Эймса в Калифорнии, сообщает BBC.
Все известные экзопланеты слишком горячи или глубоко заморожены, чтобы на них присутствовала
жизнь, даже в ее самом примитивном проявлении.
Новый телескоп Кеплер, названный в честь знаменитого физика и астронома 17-го века, должен будет
расширить наши знания о планетах, вращающихся вокруг дальних звезд.
Планируется, что "Кеплер" поднимется с мыса Канаверал в космос в марте 2009 года на беспилот-
ной ракете "Дельта-2" и проведет на околоземной орбите не менее трех с половиной лет, наблюдая
за богатой звездами частью неба между созвездиями Лебедя и Лиры. Старт назначен на 5 марта с
базы ВВС США на мысе Канаверал во Флориде
Инструменты телескопа "Кеплер"
Оснащенный камерой в 95 мегапикселей - самой мощной, когда-либо побывавшей в космосе, "Кеплер"
будет пытаться отыскать планеты, сходные по размеру с Землей, в период времени, когда они будут
проходить на фоне своей звезды.
Обнаружить такие планеты весьма непросто. Для стороннего наблюдателя крупная планета - размером,
скажем, с Юпитер - при прохождении через солнечный "лик" скрадывает около 1% его видимого света.
Планеты же, аналогичные Земле, заслоняют лишь 84 миллионных части света.
"Это очень слабый сигнал, и трудно что бы то ни было предсказать, - сказал один из руководителей
проекта "Кеплер" Джеймс Фэнсон. - План состоит в том, чтобы пристально наблюдать за этим участ-
ком неба в течение трех лет и ждать, когда звезды начнут мигать".
"Кеплеру" придется неделями оставаться совершенно неподвижным, отрывая "взгляд" от района наблю-
дений только раз в месяц для 12-часовых сеансов радиосвязи с Землей. Данные о 170 тысячах звезд
будут направлены ученым для дальнейшего анализа. Специалисты говорят, что для фиксирования из-
менения светимостей звезд, Кеплеру потребуется наблюдать за каждым транзитом планет вокруг каж-
дой звезды как минимум четыре раза. Данные, которые орбитальный телескоп будет передавать 2 раза
в месяц, позже будут подтверждаться наземными аппаратами.
Намеченные для изучения звезды - это лишь малая часть из примерно 4 миллионов небесных тел, ко-
торые попадут в поле зрения "Кеплера", но ученые хотят максимально продлить сроки наблюдения,
чтобы уловить как можно больше мерцающих звезд.
Чтобы обнаружить планету, подобную Земле, ученым понадобится зафиксировать прохождение по
крайней мере четырех планет через абрис соответствующей звезды, на что уйдет порядка трех с поло-
виной лет. Для проверки результатов наблюдения будут использоваться телескопы, расположенные
на Земле.
Научные цели миссии телескопа Kepler:
- Определить процент землеподобных и планет-гигантов в зоне орбит пригодных для жизни
- Определить распределение размеров и форм орбит этих планет
- Оценить количество планет во многочисленных звездных системах
- Определить орбиты, рефлективность, размер, массу и плотность планет-гигантов с малыми
периодами орбит
- Вычислить дополнительные планеты в системах (по 3-му закону Кеплера и с использова-
нием других методов )
- Определить параметры звезд с обнаруженными планетными системами
Поскольку существование живых организмов на других планетах, кроме Земли, не доказано, любую
планету нельзя уверенно признать пригодной, речь идёт о эстраполяции информации о физико-хими-
ческих условиях на Земле, а также в Солнечной системе. Эти характеристики (тип звезды, расстояние
между Землёй и солнцем, масса и орбита Земли ) способствуют развитию не только одноклеточных
организмов, способных существовать в широком диапазоне температур, но и многоклеточных орга-
низмов. Исследования в этой области, как теоретические, так и экспериментальные, являются пред-
метом относительно молодой научной дисциплины астробиологии, входящей в состав планетологии.
Абсолютно необходимым условием существования живых организмов является источник энергии,
но потенциальная пригодность планет для развития жизни зависит и от сочетания геофизических,
геохимических и астрофизических факторов. В программе развития астробиологии НАСА критерии
пригодности планет для развития жизни определены как: "Большие участки жидкой водной среды;
условия, способствующие синтезу сложных органических веществ; а также наличие источника энер-
гии для поддержания метаболизма".
"Сейчас никто не знает, сколько планет нам предстоит обнаружить. Сколько из них будут похожи на
Землю и будет находиться не слишком близко к звезде, но и не слишком далеко от нее, тоже неизвест-
но", - говорят в НАСА.
Телескоп Kepler с апертурой зеркала Шмидта 0,95 метра, и первичным зеркалом 1,4- метра,
с матрицей из 46 плат CCD элементов в фокусе. Камера телескопа будет измерять яркость
100 000 звезд ( каждые 30 минут )
ссылки:
nasa.gov/centers/ames/missions/2007/kepler.html
newmars.com/forums/viewtopic.php?f=24&t=5279
astromart.com/news/news.asp?news_id=852
cybersecurity.ru/space/63514.html
