Jest 28 miliardów gwiazd podobnych do Słońca w Drodze Mlecznej, ale nasza jest naprawdę wyjątkowa (przynajmniej dla nas). jego nasilenie utrzymuje układ słoneczny w całości i jego energia umożliwia życie na ziemi. Wpływa na nas również na wiele innych sposobów, ponieważ odpowiada za pogodę i przemijanie pór roku, prądy oceaniczne i piękne zjawisko zorzy polarnej.
Ale, jak wszystko we wszechświecie, wcześniej czy później Słońce przestanie istnieć. Co by się stało, gdyby zgasło słońce? Co by było, gdyby Słońce zniknęło właśnie teraz?
Jak i kiedy wzejdzie słońce?
Gwiazdy takie jak Słońce składają się z bardzo dużych ilości gazu, zwłaszcza wodoru i helu. Bardzo silne ciśnienie, które wywodzi się z tych ogromnych mas, wytwarza temperatury tak wysokie, że elektrony są odrywane od atomów, a zjonizowane w ten sposób gazy przyjmują nazwę osocze.
W tych warunkach produkuje fuzja nuklearna: jak sama nazwa wskazuje, w tej reakcji jądra atomów ulegają stopieniu. Zatem z dwóch kationów wodór (każdy składa się z protonu) powstaje jądro hel (zawierający dwa protony). Proces ten uwalnia dużo energii w postaci światła i ciepła (nasze Słońce ma temperaturę 15 milionów °C, czyli około 6 tysięcy razy więcej niż żarówka!). Uwalniając tę energię w nieustannej eksplozji, gwiazda udaje się nie zostać zmiażdżona przez ciężar gazu, który ją tworzy. Mówi się, że nie upada.
Wewnątrz gwiazd takich jak Słońce wodór wyczerpie się po kilku miliardach lat. Gdy to „paliwo” się wyczerpie, synteza jądrowa nie jest już w stanie zapobiec zapadnięciu się gwiazdy, która uwalnia jeszcze więcej ciepła i światła z powodu kompresja helu czyli w środku (ponieważ wzrost ciśnienia odpowiada wzrostowi temperatury).
Jednak z powodu tego wzrostu energii gwiazda rozszerza się, aż stanie się czerwony olbrzym, gwiazda setki razy większa od naszego Słońca i znacznie chłodniejsza na powierzchni.
Zimne gwiazdy?
W tym momencie wodór na zewnętrznej części gwiazdy jest również zużyty. Jest to nowe załamanie się ciała niebieskiego, rozpętanie kolejny cykl syntezy jądrowej co jednak obejmuje hel, tworząc jądra cięższych pierwiastków, takich jak węgiel (z sześcioma protonami) i tlen (z ośmioma protonami). Powstała energia jest niewystarczająca, aby przeciwdziałać wysokiemu ciśnieniu spowodowanemu ciężarem tych elementów, więc rozmiar rdzenia jest zmniejszony. Mówimy więc o A Biały karzeł, „zimna” gwiazda o wymiarach zbliżonych do Ziemi. Wokół niego pozostawia najbardziej zewnętrzne warstwy, które tworzą mgławica: bardzo jasny obłok gazu i pyłu, który żyje przez około 10 tysięcy lat.
Szacuje się, że Słońce zgaśnie za około 8.000 miliardów lat: tyle, ile istot ludzkich dzisiaj zamieszkuje Ziemię. Nasza planeta wraz z Merkurym i Wenus prawdopodobnie wyparuje znacznie wcześniej, kiedy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem za 5.000 miliardów lat. Ale nie będziemy musieli się o to martwić. Ponieważ Słońce rozszerza się o 10% co miliard lat, do tego czasu Ziemia będzie tak gorąca, że jej oceany wyparują wraz z życiem na lądzie.
Ale wyobraźmy sobie, że Słońce nagle gaśnie, jak żarówka. Co by się stało?
Jak długo trwałoby życie na Ziemi, gdyby zgasło słońce?
Gdyby Słońce nagle przestało emitować światło i ciepło, życie na Ziemi trwałoby znacznie dłużej, niż moglibyśmy się spodziewać. Ale zobaczmy szczegółowo, co by się stało.
Pierwsze tygodnie bez słońca
Gdyby Słońce zgasło po jakim czasie byśmy to zauważyli? Na początku nic by się nie stało. dla kilku osiem minut i dwadzieścia sekund wszystko byłoby normalnie: w tym czasie ostatnie promienie słońca docierałyby do powierzchni ziemi. A potem nagle zapadłaby ciemność wszędzie; nasz satelita, Księżyc, również pociemniałby.
Ponieważ nasza Droga Mleczna jest około 1/300 tak jasna jak Księżyc, w zasadzie widzieliśmy tylko w sztucznym świetle. Ale z powodu promienie słoneczne opóźniają się Z dużych odległości, patrząc w niebo, obserwowalibyśmy inne planety Układu Słonecznego tak, jakby problem ich nie dotyczył: na przykład Jowisz byłby nadal oświetlony przez około pół godziny po zniknięciu Słońca.
A co by się stało z temperaturą?
Kilka minut po wschodzie słońca, temperatura spadnie od 4 do 5 stopni w oświetlonych miejscach. Tymczasem zaczęto by obserwować dziwne zachowania zwierząt, których cykl życiowy zależy od upływu dni: np. niektóre ptaki przestałyby śpiewać. The zajęcia dzienne i nocne fauny przebiegałaby całkiem zsynchronizowana z 24 godzinami, dzięki endogennym zegarom, które regulują codzienne funkcje organizmów nawet niezależnie od obecności gwiazd. Ale wiele zwierząt potrzebuje słońca, aby wiedzieć, dokąd iść, więc zaczęłyby to robić poruszać się w sposób nieuporządkowany.
Gdy tylko światło zniknęło, fotosynteza by się zatrzymała. Prawie cała synteza tlenu w atmosferze pochodzi z tego procesu, ale wyczerpanie zajęłoby dużo czasu: zajęłoby tysiące lat, zanim zostałby skonsumowany przez żywe istoty, które od niego zależą. Ale większość roślin, niezdolnych do fotosyntezy, obumarłaby w ciągu kilku tygodni, a zwierzęta, które je zjadały, zaczęłyby głodować. Spowodowałoby to wiele zmiany fizjologiczne u zwierząt: zwiększyłoby to magazynowanie energii ze szkodą dla wzrostu i innych funkcji niezwiązanych ściśle z przeżyciem. Ale nie tylko.
Szał karmienia
głodne zwierzęta zachowywać się inaczej niż zwykle: priorytetem staje się poszukiwanie pożywienia, więc zaniedbują takie czynności, jak socjalizacja, rozmnażanie i zachowania antydrapieżne (działania przydatne, aby uniknąć ofiar) w celu eksploracji większych terytoriów. Dlatego też, gdyby Słońce zgasło, rosnący niedobór roślin i gatunków, które się nimi żywią, skłoniłby ocalałe zwierzęta do bardziej lekkomyślnych zachowań i dynamika między osobnikami i między różnymi gatunkami zmieniony.
Na przykład krab pustelnik Dardanus pedunculatus zwykle zawiera symbiotyczne ukwiały, które pozwalają mu się wtopić, chroniąc go przed drapieżnikami. Jednak gdy skorupiak jest głodny, może żerować na ukwiałach. W czasie wojny i głodu wszystko jest dozwolone.
Pierwszy rok bez słońca
Gdyby Słońce zgasło, średnia temperatura naszej planety w stopniach Kelwina spadłaby o połowę co miesiąc: w ciągu zaledwie czterech tygodni temperatura wzrosłaby z około 300 K (27°C) do 150 K (-123°C). Chociaż największe rośliny mają wystarczające zapasy cukru, aby przetrwać w ciemności przez lata, temperatury by je do tego zmusiły zamarzną w ciągu kilku tygodni. Podobnie w ciągu pierwszych kilku miesięcy prawie wszystkie żywe istoty wymarłyby z powodu mrozu.
Ale nie całe ciepło naszej planety zależy od Słońca.Rozpad promieniotwórczy powoduje, że jądro naszej planety osiąga temperaturę 5°C (około dwa razy więcej niż temperatura żarówki); Ponadto 20 proc ciepło podziemne Pochodzi z wysokiego ciśnienia, któremu poddawane są skały. Część tego ciepła dociera również do skorupy ziemskiej, szczególnie w tzw obszary geotermalne, obszary, w których energia geotermalna udaje się torować sobie drogę. Są to wulkany, fumarole, gorące źródła, źródła hydrotermalne i gejzery: w pobliżu tych obszarów życie trwałoby nieco dłużej.
A my?
Aby przetrwać, ludzie musieliby tworzyć osady w pobliżu tych obszarów, a wraz z dalszym spadkiem temperatur budować budynki podziemne lub ocieplone napędzane przez elektrownie jądrowe. Każdy, kto nie znalazłby się na tych terenach, z pewnością byłby martwy w ciągu roku. Oczywiście pozostałby jeden główny problem: jak jeść? Przy sztucznym oświetleniu moglibyśmy uratować trochę warzyw, ale trudno byłoby znaleźć rozwiązania, które pozwoliłyby dobrze i długo wyżywić wielu ludzi. Prawdopodobnie, poza wyjątkowymi wynalazkami, nasz gatunek mógłby przetrwać tylko kilka lat.
Jeśli zgasło słońce: pierwsze dwadzieścia lat
Trzy lata po zniknięciu Słońca oceany wydawałyby się całkowicie zamarznięte: woda zastygłaby na głębokości wielu kilometrów. Ale lód ma mniejszą gęstość niż woda i jest bardzo dobrym izolatorem termicznym, więc te warstwy lodu unosiłyby się na wierzchu warstwy wody, chronionej przed zamarzaniem. To by pozwoliło woda zostać ciekły na naszej planecie przez miliardy lat.
Przetrwanie niektórych organizmów podwodnych, w tym niektórych zwierząt głębinowych, nie zależy od Słońca. Ponadto dno morskie byłby ogrzewany ciepłem pochodzącym z wnętrza Ziemi: na głębokości ocean ma średnią temperaturę 0-3 °C. Jednak przetrwanie większości tych żywych istot zależy od rozkładających się ciał na powierzchni: wraz z wyginięciem innych żywych istot zależnych od słońca i organizmów fotosyntetyzujących, te istoty również zniknęłyby.
Zachowałyby się jednak podwodne ekosystemy, takie jak kominy hydrotermalne, podwodne „kominy”, z których wydobywa się podgrzana geotermalnie woda. I tacy są drobnoustroje chemolitotroficzne które je zamieszkują: zdolne do przekształcania ciepła, metanu i siarki w energię, te organizmy przetrwałyby, jakby nic się nie wydarzyło.
Wiele innych mikroorganizmów może żyć przez miliony lat, nawet po zachodzie słońca. Istnieją setki gatunków organizmy ekstremofilne (którzy żyją tylko w ekstremalnych warunkach) i niezwykle tolerancyjne organizmy (które przetrwają nawet w takich przypadkach). niektóre mikroorganizmy psychrofilny, czyli ci, którzy kochają zimno, żyją na lodzie: mogą reprezentować jedyną formę życia na powierzchni przez resztę istnienia planety Ziemia. Należą do nich na przykład niektóre grzyby antarktyczne. A wtedy byłyby pewne organizmy zdolne do przetrwania kriokonserwowany, zawieszone czekając na powrót do życia w upale.
Ponieważ na powierzchni w międzyczasie powietrze również stawałoby się coraz zimniejsze. Do tego stopnia, że dziesięć lat po wschodzie słońca gazy, które go tworzą, skondensowałyby się: tak by się stało ciekłe powietrze a następnie powietrzny śnieg. Po kolejnych dziesięciu latach elementy tworzące atmosferę zostałyby całkowicie zamrożone.
Co by było, gdyby słońce zniknęło?
Oprócz efektów obserwowanych przy braku światła, w przypadku całkowitego zniknięcia Słońca, byłyby takie, które zależą od brak grawitacji. Ponieważ fale grawitacyjne poruszają się z prędkością światła, ponownie nie zaobserwowano żadnych efektów przez pierwsze osiem minut i dwadzieścia sekund. Potem nasza planeta zaczęłaby się poruszać prawie po linii prostej, stycznej do swojej orbity, z powodu bezwładności.
Wtedy byłaby to loteria. Podobnie jak Ziemia, wszystkie obiekty w Układzie Słonecznym zaczęłyby się podróżować po linii prostej. Po drodze z prędkością 30 km na sekundę nasza planeta napotkałaby tysiące ciał niebieskich. Mogłaby się z nią zderzyć, ogłaszając koniec wszystkiego, lub zostać przyciągnięta przez nowe centrum grawitacyjne, jak jeszcze jedna gwiazda, która zachowywałaby się jak Słońce. W takim przypadku małe przebłyski życia, które wciąż żyją na naszej planecie, mogą spowodować powstanie nowy gatunek. .