Многие из нас с детства помнят мнемоническую запоминалку «Мы Встретимся Завтра, Мой Юный Спутник, У Новой Планеты», с помощью которой можно легко определить места планет в Солнечной системе. В школе мы узнали, что Земля вращается вокруг Солнца, Солнце — это горячий шар газа, а мы живем в галактике Млечный Путь. Некоторые из нас хорошо знают созвездия неба или фазы Луны. Однако наступит день, и космос изменится. Некоторые перемены привнесут гораздо больше изменений, чем просто исключение Плутона из списка планет. Будь то полное уничтожение или просто подсветка нашего неба, эти перемены наступят и повлияют на Землю. Поэтому будьте готовы.
Содержание
- 1 Смерть Солнца
- 2 Столкновение галактик
- 3 Взрыв Бетельгейзе
- 4 Расширение Солнечной системы
- 5 Девятая планета — снова
- 6 Уход Луны
- 7 Марсианские кольца
- 8 Разрушение Солнечной системы
- 9 Ядро Земли остынет
- 10 Большой Разрыв
Смерть Солнца
Звезды подобны живым существам: они рождаются, живут, а затем умирают. Наше Солнце не исключение. Однажды, минимум через 5 миллиардов лет, наше драгоценное Солнце умрет, и это придется принять как факт.
Звезда умирает, когда у нее заканчивается топливо. Во время жизни звезд в них проходит ядерный синтез. Звезда берет водород в своем ядре, разогревает его до экстремальных температур и превращает в гелий. Затем, когда звезда использует весь свой водород, она становится красным гигантом. Внешние слои охлаждаются и расширяются, а ядро, теперь состоящее из гелия, нагревается и сжигает гелий в углерод. С этого момента процесс может идти несколькими разными способами. Если это очень массивная звезда, процесс термоядерного синтеза будет продолжаться, сплавляя более тяжелые элементы, пока не дойдет до железа и не взорвется сверхновой. Сверхновая оставит после себя нейтронную звезду или черную дыру.
Звезды меньшей массы, как наше Солнце, пойдут по менее драматичному пути. Они расширятся в красных гигантов, но не взорвутся, а выбросят внешние слои, оставив голые ядра. Эти остатки мы называем белыми карликами.
Последствия гибели Солнца просто испепелят Землю. Несмотря на то, что Солнце не взорвется как гигантская хлопушка, расширение попросту «съест» Меркурий, Венеру и Землю. Когда Земля попадет в горячие, расширяющиеся слои Солнца, произойдет несколько вещей. Во-первых, все водоемы испарятся и распадутся на составляющие воды, водород и кислород. Водород будет потерян в атмосфере, а кислород в земле. Во-вторых, наша атмосфера сильно изменится. Она будет состоять по большей части из азота и двуокиси углерода. Два этих эффекта сделают планету непригодной для жизни. Короче говоря, когда умрет Солнце, умрем и мы, если вовремя не улетим.
Столкновение галактик
Прежде чем начать переживать о гибели Солнца, у нас будет еще кое-что. Наш дом, Млечный Путь, не всегда будет нашим домом. Через 4 миллиарда лет, еще до смерти Солнца, галактика столкнется с ближайшей спиральной галактикой Андромеды.
Об этом ученые узнали, когда измеряли скорость Андромеды и поняли, что вместо красного смещения, или удаления от нас, как предсказывалось, галактика проходит через синее смещение. Эти цвета соответствуют длинам волн света, который излучается от объекта. Если объект удаляется от нас, длины волн его света становятся длиннее, а сам свет — краснее. Синее смещение происходит ровно наоборот: когда объект приближается, длины волн его света сжимаются. Дальнейшие измерения и расчеты позволили ученым определить размер, движение и скорость Андромеды. Оказывается, Млечный Путь и Андромеда сближаются с огромной скоростью: 402 000 километра в час.
Что касается Солнечной системы, переживать не о чем. Шансы на то, что наша Солнечная система и Солнце будут выброшены или уничтожены, очень малы, поскольку столкновение галактик не похоже на привычное нам столкновение. Это не то чтобы два автомобиля столкнулись лоб в лоб. Две галактики будут по спирали закручиваться между собой, словно животные в брачном танце, подходя ближе и ближе. В процессе этого танца первыми соприкоснутся края галактик. Последуют определенные нарушения, но изменения Солнечной системы и Солнца будут практически незаметны. В последние стадии слияния все звезды начнут принадлежать одному из гравитационных центров. Наконец, две сверхмассивных черных дыры в центре каждой галактики сольются, поглотив окружающую материю. Окружающие новый центр звезды, включая Солнце, будут вытолкнуты и сформируют эллиптическую галактику.
Поскольку Земля выживет, а Солнце пока еще не умрет, будущие земляне смогут засвидетельствовать это невероятное событие. Добавьте себе в календарь.
Взрыв Бетельгейзе
Этот пункт нашего списка не катастрофический и не окажется серьезного влияния на Вселенную. Однако он полностью изменит наше ночное небо и заставит множество любопытных глаз прильнуть к глазкам телескопов.
Бетельгейзе — это красный гигант, красноватое свечение которого видно в северном полушарии. Он находится в созвездии Ориона и является его «правой рукой», поэтому для наблюдателей звезда будет слева в массивном созвездии, сразу над поясом.
В отличие от нашего солнца, Бетельгейзе — это массивная звезда, доживающая последние дни своей жизни. Будучи красным гигантом, она сжигает гелий в своей оболочке и углерод вместе с другими тяжелыми элементами — в ядре. Однажды эта звезда взорвется сверхновой. Произойти это может буквально в любую минуту, поэтому не пропустите.
Бетельгейзе, член Млечного Пути, уже стала девятой по яркости звездой в нашем небе, поэтому когда она взорвется, по яркости она будет сравнима с Луной. Ночь не только станет светлой как день, но и днем ее тоже можно будет наблюдать. Сверхновая будет видна в течение нескольких недель, пока объект будет расширяться, достигнет максимума светимости и затем снова угаснет.
В Млечном Пути не было сверхновой с 1604 года. Тогда ученый Иоганн Кеплер увидел сверхновую, которая позже будет названа в его честь. Последний раз, когда сверхновая значительной яркости была видна нам с Земли, был в 1987 году. Сверхновая 1987а исчезла в Большом Магеллановом Облаке, одном из галактических соседей Млечного Пути. С тех пор было много сверхновых, но очевидной была только сверхновая 1600-х годов. Ее было видно только в южном полушарии, хоть по яркости она была не такой, как будет Бетельгейзе.
Расширение Солнечной системы
Если вы думали, что запомнить порядок восьми или девяти планет в детском возрасте было трудно, добавьте еще сто.
Да, в Солнечной системе может быть больше ста объектов. Это не означает, что будет обнаружено больше ста планет, просто определение планет может измениться так, что будет включать больше ста других тел, например Луну и Плутон. В начале этого года ученые начали спорить о том, что определяет планету, и, как всегда, спор разгорелся не на шутку.
Современное определение планеты подразумевает тело с мощной гравитацией и собственными владениями. К примеру, Земля — планета, потому что она большая и обладает собственной гравитационной территорией. Луна, которая сотни лет назад считалась планетой, планетой сегодня не является, поскольку крутится вокруг Земли, являясь второстепенной по отношению к ней. Это определение было выдвинуто в 2006 году и в конечном итоге понизило Плутон в ранге. В этом году была предложена «новая» дефиниция, меньше касающаяся гравитации и больше — состава планеты. По ней, планетой является любое тело, которое достаточно массивно, чтобы иметь собственную гравитацию, но недостаточно массивно, чтобы запустить ядерный синтез и сгореть подобно звезде. По этому определению планетами станут Луна, спутники Плутона, сам Плутон и другие объекты в поясе Койпера.
Хотя это определение не оказывает никакого физического воздействия на Землю, оно очень важно. Только представьте, сколько объектов придется запоминать детям в школах, если список семейства нашей Солнечной системы будет включать сотни их.
Девятая планета — снова
Вместо того чтобы добавлять сотню планет, ученые из Калифорнии в прошлом году объявили о возможном открытии «девятой» планеты, лежащей за Нептуном. Это гигантское ледяное тело должно быть в десять раз больше Земли и обладать мощным гравитационным полем. Следовательно, оно будет вписываться в современное определение гравитационной доминантности, а также и в «новое» определение по составу.
Единственное но: ученые пока не видели этой планеты. Они даже не знают наверняка, существует ли она, но все говорит в пользу этого. Все дело в поведении окружающих эту планету тел. Орбиты далеких объектов ведут себя так, будто на них влияет невидимая сила. Эта невидимая сила вполне может быть планетой. Пока что ее поисками занимаются два телескопа. Чем дальше находится объект, тем сложнее свету Солнца до него добраться, поэтому планета будет очень темной.
Если планету найдут — и если это будет планета — она полностью изменит наше представление о Солнечной системе.
Уход Луны
Луна, вечный компаньон Земли, находящийся рядом миллиарды лет, постепенно удаляется от Земли — примерно на 1,48 дюйма в год. Происходит это вследствие действия приливных сил. Гравитационные и приливные силы, которые Луна и Земля оказывают друг на друга, вызывают трение. Это трение подталкивает земные приливы в сторону Луны. Этот толчок пытается привести к ускорению Луны, но вместо этого уравновешивается. Луна постепенно теряет энергию и замедляется на орбите, понемногу уплывая.
Это небольшое изменение может оказать много важных последствий для Земли и для нас. Например, изменится длина суток. Когда Луна и Земля впервые сформировались 4,5 миллиарда лет назад, дни были всего 5 часов длиной. Каждый год сутки увеличивались на 0,0000152 секунды. Через 250 0000 лет в сутках будет 25 часов. Отличные новости для тех, кто не успевает сделать все за день, но не очень — для окружающей среды.
Замедление скорости вращения Земли раскачает ее, подобно тому как раскачивается замедляющийся волчок. Это раскачивание сильно повлияет на времена года, приведет к мощным скачкам температуры, убьет много растений и животных, которые не успеют адаптироваться. Впрочем, людям переживать не о чем.
Марсианские кольца
Опять же, это не самое катастрофическое, но очень красивое изменение. Просто оно будет неизбежным, как взрыв Бетельгейзе, и мы увидим его в небе.
Вряд ли мы увидим это невооруженным глазом, но через 70 миллионов лет у Марса будут кольца. Одна из марсианских лун Фобос движется в сторону Красной планеты. Как только она достигнет определенной точки, гравитация Марса сделает свое и разорвет луну на части. Обломки будут захвачены орбитой и начнут кружить вокруг планеты, сформировав кольца.
Хотя это не сильно повлияет на Землю, это хороший повод расчехлить телескоп.
Разрушение Солнечной системы
Есть небольшой, но ощутимый шанс, что орбиты четырех внутренних планет станет совершенно хаотичными и приведут к разрушительным столкновениям. Все начнется с орбиты Меркурия. Во-первых, его орбита вокруг Солнца станет более эксцентричным эллипсом. То есть вытянется. Во-вторых, прецессия тоже изменится. Эксцентриситет орбиты — очень важный параметр. Ученые установили, что гравитация Юпитера может захватить Меркурий и вытащить планету, потенциально перехватив Венеру. Другим возможным сценарием может быть и такое: Меркурий выйдет за пределы орбиты Венеры и столкнется с Землей. Если произойдет первое, Земля может быть в порядке. Если второе, мы умрем.
Но паниковать не стоит. Хотя эти сценарии нельзя сбрасывать со счетов, шансы на то, что хоть один из них воплотится, очень малы. Как бы то ни было, три миллиарда лет на подготовку у нас будет.
Ядро Земли остынет
Земля — очень горячая, но ее расплавленное ядро остывает, и когда оно достигнет определенной температуры, планеты больше не станет.
В настоящее время ядро одновременно замерзает и плавится. Когда ядро начинает остывать и замерзать, оно выделяет тепловую энергию в богатую металлом область между ядром и земной корой, которая называется мантией. Это создает конвекцию в мантии, когда тепло поднимается, а холод опускается. Токи перемещают магнитное железо, создавая магнитное поле Земли. Хотя это «нормальный» процесс, в некоторых местах вдоль линии ядра-мантии энергия мантии возвращается в ядро, а эти пятна плавятся.
Мы видим, что ядро одновременно теряет и приобретает тепло, но если ядро просто остынет полностью, эффекты будут разрушительными. Наибольший эффект ждет наше защитное магнитное поле. Если ядро замерзнет, конвекция прекратится, а магнитное поле перестанет вырабатываться. Всем известно, что магнитное поле защищает Землю от опасностей космоса. Без него, планета будет открыта радиоактивным волнам и палящим солнечным ветрам.
Хотя это вряд ли произойдет, исключать такое событие полностью не стоит. Иногда лучше просто не знать, что произойдет.
Большой Разрыв
Этот сценарий тоже гипотетический, как и остывание ядра Земли, но связан с явлением, которое периодически происходит. Ученые доказали, что Вселенная расширяется и ускоряется. Ускоренное расширение Вселенной полностью обосновано математическими прогнозами, и один из исходов этого расширения проливает свет на не самую приятную судьбу.
Так называемый Большой Разрыв будет противоположностью Большому Взрыву. В процессе Большого Взрыва сформировалась Вселенная и все остальное. Большой Разрыв будет сродни разрушению всего созданного. Согласно теории, чем быстрее будет расширение, тем сильнее будет темная энергия. Однажды сила темной энергии достигнет точки, после которой другие объекты и силы не смогут ей противостоять и будут разорваны на части.
Включая нас.
