Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Однако то время неизбежно наступит. А после этого дела пойдут еще хуже.

Солнце продолжит разгораться. Спустя еще 2,4 млрд лет (3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца увеличится на 40 % по сравнению с сегодняшней. Температура Земли поднимется настолько, что океаны полностью испарятся . Атмосфера Земли будет по-прежнему слишком горячей и не удержит водяные пары, поэтому они улетят в космос. Вся поверхность Земли станет сухой, как кость [80] В действительности Земля будет суше, чем кость, объемная доля воды в которой составляет примерно 15 %. . Осадок на дне океанов обнажится, и Солнце начнет его нагревать. По мере высыхания океанского дна осадок будет выделять накопившуюся в нем двуокись углерода. Двуокись углерода в атмосфере — это парниковый газ; он впускает тепло от Солнца, но не выпускает его наружу. Земля нагреется еще сильнее, и от выделенных объемов CO 2атмосфера станет густой и туманной. Вполне вероятно, что через несколько миллиардов лет Земля будет очень похожа на сегодняшнюю Венеру: ужасно жаркая и окутанная плотной атмосферой, состоящей практически полностью из двуокиси углерода.

Однако за миллионы и миллиарды лет даже настолько густой воздух улетит в космос. К тому времени как Солнце откроет новую главу жизни в своей эволюции, переключившись на повышенную передачу, на Земле останутся голые скалы и никаких следов атмосферы. Она будет совершенно безжизненной [81] Интересное совпадение — жизнь существует на Земле в течение 3,5 млрд лет (плюс-минус) и продолжит существовать еще 3,5 млрд лет. В настоящее время мы находимся точно посередине периода жизни на Земле… и любые наши сегодняшние проблемы можно просто отнести на счет кризиса среднего возраста Земли. .

Для тех, кто не может оставить надежды [82] Мой совет: оставьте. , — есть одна форма жизни, которая, возможно , переживет этот этап отдаленного будущего Земли. В глубине золотой шахты в Южной Африке ученые обнаружили колонию микробов, живущих за счет имеющихся там химических соединений. Эти химические соединения создаются благодаря естественной радиоактивности скальных пород, поэтому этим бактериям не нужен солнечный свет для жизни, что, в свою очередь, означает, что они могут жить очень глубоко под землей. Поэтому, в то время как вся жизнь на поверхности Земли вымрет за следующие 3,5 млрд лет, сама жизнь продолжится где-нибудь в глубинах Земли. Это слабое утешение, возможно… но нужно заметить: и это пройдет. Еще через 2 млрд лет Солнце начнет причинять Земле настоящие неприятности.

Возраст Солнца: 10,9–11,6 млрд лет (сегодня + 6,3–7,0 млрд лет)

Итак, в этом далеком будущем Земля мертва, бесплодна, поджарена Солнцем, которое становится все ярче. Однако если история Земли в этот момент более или менее закончена, то биография Солнца только раскочегаривается.

Потому что оно обязательно станет еще горячей. В конце концов, спустя примерно 11 млрд лет после рождения Солнца и 6,3 млрд лет от сегодняшнего дня, в его ядре больше не останется водорода для слияния. Ядро будет полностью состоять из гелия, но все равно останется недостаточно горячим, чтобы гелий синтезировался в углерод и кислород. На ядре из гелия покоится примерно половина массы Солнца, она давит на него, сжимая , но ядро не коллапсирует исключительно благодаря собственному внутреннему давлению. Масса Солнца продолжит давить, и гелиевое ядро будет сжиматься все больше [83] Некоторые исследования показали, что ядро будет уменьшаться в размерах примерно на 30 м в год или около того — это совсем немного по сравнению с размерами Солнца, диаметр которого составляет десятки тысяч километров. . Как и прежде, на давление оно реагирует, нагреваясь. Все сильнее и сильнее. Хотя водорода в ядре не осталось, в окружающих ядро слоях его полно — просто до настоящего времени давление и температура снаружи ядра были недостаточно высокими, и слияния атомов водорода там не происходило.

Но в определенный момент температура сжимающегося ядра вырастает настолько, что начнется слияние ядер водорода в окружающей ядро оболочке. Этот процесс внесет свой вклад в генерируемое внутри Солнца тепло, поэтому внешние слои в ответ начнут расширяться. Когда такое случится, через 6,3 млрд лет от сегодняшнего дня, диаметр Солнца увеличится примерно на 50 %, а его яркость — более чем в два раза. Астрономы называют такие звезды субгигантами . Они больше и светят ярче, чем прежде, но процесс еще не завершен.

Солнце останется субгигантом в течение приблизительно 700 млн лет. За этот период его яркость останется примерно постоянной, но размер увеличится с 1,5 от сегодняшнего размера до диаметра ориентировочно в 2,3 раза больше, чем сейчас.

Цвет Солнца также изменится. Как говорилось в главе 3, излучаемая энергия увеличилась, но площадь, с которой она излучается, стала гораздо больше. Каждый квадратный сантиметр Солнца теперь излучает меньше энергии, чем раньше, просто квадратных сантиметров стало больше. Поверхность Солнца немного остывает, на несколько сотен градусов, и цвет становится более оранжевым, чем сегодня.

В это время суммарное воздействие на Землю незначительное. Небольшое снижение температуры Солнца вряд ли как-то сказывается на Земле, уже зажаренной за миллиарды лет увеличившейся излучаемой энергией. Жизни (за исключением, может быть, тех подземных микроорганизмов) уже давно нет.

Тем не менее время продолжает идти.

Возраст Солнца: 11,6–12,233 млрд лет (сегодня + 7,0–7,633 млрд лет)

Пока Солнце находится в стадии субгиганта, его ядро продолжает сжиматься и нагреваться. Тем временем новый гелий, образующийся при слиянии ядер водорода в тонкой оболочке, окружающей ядро, добавляется к тому, что уже имеется в ядре. Спустя примерно 700 млн лет существования в виде субгиганта, когда Солнцу будет около 11,6 млрд лет, масса гелия в ядре достигнет критической: начинается процесс вырождения . Это экзотическое состояние подчиняется законам квантовой механики и наблюдается, когда материя сжата до невероятно плотного состояния. Вырожденная масса уже ведет себя не как обычный газ. Прежде всего, если к ней что-то добавить, в ответ она сжимается — противоположное тому, что вы бы ожидали [84] Когда вы берете комок глины и добавляете к нему еще глины, он становится больше. Когда вы берете комок вырожденной материи и добавляете к нему еще, странно, но он становится меньше. Квантовая механика, не устану повторять, очень причудливая штука. . Кроме того, добавленная масса не увеличивает давление внутри вырожденного газа (этот момент будет очень важен позднее), как можно было бы предположить. Вместо этого просто увеличивается температура.