Є 28 мільярдів сонцеподібних зірок у Чумацькому Шляху, але наш справді особливий (принаймні для нас). його тяжкість утримує сонячну систему разом і його енергія дозволяє життя на землі. Він також впливає на нас багатьма іншими способами, оскільки відповідає за погоду та зміну пір року, океанські течії та прекрасне явище полярного сяйва.
Але, як і все у Всесвіті, Сонце рано чи пізно перестане існувати. Що було б, якби сонце згасло? Що якби Сонце зникло прямо зараз?
Як і коли зійде сонце?
Такі зірки, як Сонце, складаються з дуже великої кількості газу, особливо водню та гелію. Дуже сильний тиск, який створюється цими величезними масами, створює настільки високі температури, що електрони відриваються від атомів, а іонізовані таким чином гази називаються плазма.
У цих умовах він виробляє ядерний синтез: як вказує його назва, у цій реакції зливаються ядра атомів. Таким чином, з двох катіонів водню (кожен складається з протона) утворюється ядро гелій (містять два протони). Цей процес вивільняє багато енергії у формі світла та тепла (наше Сонце має температуру 15 мільйонів °C, що приблизно в 6 тисяч разів перевищує температуру лампочки!). Вивільняючи цю енергію під час безперервного вибуху, зірці вдається не бути роздавленою вагою газу, з якого вона складається. Кажуть, що ні руйнується.
У таких зірках, як Сонце, водень закінчиться через кілька мільярдів років. Коли це «паливо» вичерпується, ядерний синтез більше не в змозі запобігти колапсу зірки, яка вивільняє ще більше тепла та світла через стиснення гелію тобто всередині нього (оскільки підвищення тиску відповідає підвищенню температури).
Однак через це збільшення енергії зірка розширюється, доки не стає a червоний велетень, зірка в сотні разів більша за наше Сонце і значно холодніша на поверхні.
Холодні зірки?
У цей момент водень на зовнішній частині зірки також витрачається. Це новий колапс небесного тіла, розв'язування ще один цикл ядерного синтезу який, однак, включає гелій, утворюючи ядра важчих елементів, таких як вуглець (з шістьма протонами) і кисень (з вісьмома протонами). Отриманої енергії недостатньо для протидії високому тиску через вагу цих елементів, тому розмір сердечника зменшується. Отже, ми говоримо про a Білий карлик, «холодна» зірка з розмірами, подібними до земних. Навколо нього відходять крайні шари, які створюють a туманність: дуже яскрава хмара газу та пилу, яка живе близько 10 тисяч років.
Передбачається, що сонце згасне приблизно через 8.000 мільярдів років: стільки ж, скільки людей, які сьогодні населяють Землю. Наша планета, а також Меркурій і Венера, ймовірно, випаруються набагато раніше, коли Сонце стане червоним гігантом через 5.000 мільярдів років. Але нам не доведеться про це хвилюватися. Оскільки Сонце розширюється на 10% кожні мільярд років, до того часу Земля буде настільки гарячою, що її океани випаруються разом із життям на суші.
Але уявімо, що Сонце просто раптово згасне, як лампочка. Що б сталося?
Скільки тривало б життя на Землі, якби сонце згасло?
Якби Сонце раптом перестало випромінювати світло і тепло, життя на Землі тривало б набагато довше, ніж ми могли б очікувати. Але давайте подивимося докладніше, що буде.
Перші тижні без сонячного світла
Якби Сонце згасло через скільки часу ми б це усвідомили? Спочатку нічого б не сталося. для кількох вісім хвилин двадцять секунд все було б нормально: в цей період часу останні промені сонця досягли б земної поверхні. Потім раптом спала б темрява повсюди; наш супутник, Місяць, також потемніє.
Оскільки наша галактика Чумацький Шлях приблизно на 1/300 яскравіша за Місяць, ми, в основному, бачили б лише при штучному світлі. Але, внаслідок затримка сонячних променів На великих відстанях, дивлячись на небо, ми спостерігали б інші планети Сонячної системи так, ніби їх не торкнулася проблема: наприклад, Юпітер продовжував би освітлюватися приблизно півгодини після зникнення Сонця.
А що буде з температурою?
Через кілька хвилин після сходу сонця, температура впаде на 4-5 градусів в освітлених місцях. Тим часом дивна поведінка почала б спостерігатися з боку тварин, життєвий цикл яких залежить від плину днів: наприклад, деякі птахи перестали б співати. The денні та нічні заходи Фауна тривала б цілком синхронізовано з 24 годинами завдяки ендогенним годинникам, які регулюють щоденні функції організмів навіть незалежно від присутності зірок. Але багатьом тваринам сонце потрібне, щоб знати, куди йти, щоб вони почали це робити рухатися безладно.
Як тільки світло зникло, фотосинтез припиниться. Майже весь синтез кисню в атмосфері є похідним від цього процесу, але для його вичерпання знадобиться багато часу: знадобляться тисячі років, щоб його споживали живі істоти, які від нього залежать. Але більшість рослин, нездатних до фотосинтезу, загинуть протягом кількох тижнів, а тварини, які їх їдять, почнуть голодувати. Це викликало б багато фізіологічні зміни у тварин: це призведе до збільшення накопичення енергії на шкоду росту та іншим функціям, які не мають суворого відношення до виживання. Але не тільки.
Безумство годування
голодні тварини поводитися не так, як зазвичай: пріоритетом стає пошук їжі, тому вони нехтують такими видами діяльності, як соціалізація, розмноження та антихижацька поведінка (корисні дії, щоб не стати здобиччю), щоб досліджувати більші території. Тому, якби Сонце згасло, зростаюча нестача рослин і видів, які ними харчуються, змусила б тварин, що вижили, поводитися більш необачно і динаміка між окремими особами та між різними видами також буде видно змінено.
Наприклад, рак-відлюдник Дарданус черешковий зазвичай він містить симбіотичні анемони, які дозволяють йому змішуватися, захищаючи його від хижаків. Однак, коли ракоподібні голодні, вони можуть харчуватися анемонами. У війну і голод все можна.
Перший рік без сонячного світла
Якби Сонце згасло, середня температура на нашій планеті в градусах Кельвіна щомісяця знижувалася б вдвічі: лише за чотири тижні ми піднялися б від приблизно 300 К (27 °C) до 150 К (-123 °C). Хоча найбільші рослини мають достатньо запасів цукру, щоб роками виживати в темряві, температура призведе до цього вони замерзнуть за кілька тижнів. Так само протягом перших кількох місяців майже всі живі істоти вимерли б через мороз.
Але не все тепло нашої планети залежить від Сонця. Радіоактивний розпад призводить до того, що ядро нашої планети досягає температури 5°C (приблизно вдвічі вище температури лампочки); Крім того, 20% в підземне тепло Це відбувається через високий тиск, якому піддаються породи. Частина цього тепла також досягає земної кори, зокрема в геотермальні райони, території, де геотермальна енергія встигає пробитися. Це і вулкани, і фумароли, і гарячі джерела, і гідротермальні джерела, і гейзери: поблизу цих місць життя існувало б трохи довше.
А нас?
Щоб вижити, людям доведеться створювати поселення поблизу цих територій, а коли температура падає далі, будувати підземні або теплоізольовані будівлі живляться від атомних електростанцій. Будь-хто, хто не перебуватиме в цих місцях, точно помре протягом року. Звичайно, залишиться одна головна проблема: як їсти? Ми могли б врятувати деякі овочі за допомогою штучного освітлення, але було б важко знайти рішення, щоб нагодувати багато людей добре і надовго. Ймовірно, без виняткових винаходів наш вид міг би проіснувати лише кілька років.
Якщо сонце згасло: перші двадцять років
Через три роки після зникнення Сонця океани виглядатимуть повністю замерзлими: вода застигне на кілометри. Але лід має нижчу щільність, ніж вода, і є дуже хорошим теплоізолятором, тому ці шари льоду плаватимуть поверх шару води, захищені від замерзання. Це дозволило б Вода залишатися рідина на нашій планеті протягом мільярдів років.
Виживання деяких підводних організмів, у тому числі деяких глибоководних тварин, не залежить від Сонця. Крім того, морське дно він зігрівався б теплом, що надходить із надр Землі: на глибині океан має середню температуру 0-3 °C. Проте виживання більшості цих живих істот залежить від розкладених тіл на поверхні: із зникненням інших живих істот, які залежать від сонця та фотосинтезуючих організмів, ці істоти також зникнуть.
Проте такі підводні екосистеми, як гідротермальні джерела, підводні «димарі», з яких виходить геотермально нагріта вода, збережуться. І так само хемолітотрофні мікроби які населяють їх: здатні перетворювати тепло, метан і сірку в енергію, ці організми вижили б, ніби нічого не сталося.
Багато інших мікроорганізмів можуть продовжувати жити мільйони років, навіть якщо сонце зайде. Існують сотні видів екстремофільні організми (які живуть лише в екстремальних умовах) і надзвичайно толерантні організми (які виживають навіть у таких випадках). деякі мікроорганізми психрофільний, тобто ті, хто любить холод, живуть на льоду: вони можуть являти собою єдину форму життя на поверхні за весь час існування планети Земля. До них належать, наприклад, деякі антарктичні гриби. І тоді були б якісь організми, здатні залишитися кріоконсервований, призупинено в очікуванні повернення жити в тепло.
Тому що на поверхні тим часом повітря також ставатиме все холоднішим і холоднішим. Аж до того, що через десять років після сходу сонця гази, з яких воно складається, конденсуватимуться: вони будуть рідке повітря а потім повітряний сніг. Ще через десять років елементи, з яких складається атмосфера, будуть повністю заморожені.
А якби сонце зникло?
На додаток до ефектів, які спостерігаються через відсутність світла, у випадку, якщо Сонце повністю зникне, виникнуть ті, які залежать від відсутність гравітації. Оскільки гравітаційні хвилі поширюються зі швидкістю світла, знову ніяких ефектів не буде спостерігатися протягом перших восьми хвилин і двадцяти секунд. Після цього наша планета за інерцією почала б рухатися майже прямолінійно, по дотичній до своєї орбіти.
Тоді це була б лотерея. Як і Земля, всі об’єкти Сонячної системи починалися б подорожувати по прямій. На своєму шляху зі швидкістю 30 км/с наша планета зустріла б тисячі небесних тіл. Вона може зіткнутися з нею, означаючи кінець всьому, або бути притягненою новим гравітаційним центром, як ще одна зірка, яка діятиме як Сонце. У цьому випадку невеликі спалахи життя, які все ще таїться на нашій планеті, можуть породити новий вид..