Tja, hittills har vi gjort ganska bra på jorden. Sedan vår sol bildades för 4,5 miljarder år sedan, vår proto-jorden bildades i det inre solsystemet bakom den, och kombinationen av initiala förhållanden och ett sent tungt bombardemang födde våra första hav och atmosfär, känner vi oss ganska bra här. I mer än fyra miljarder år har solen ständigt sken och livet har blommat. Men det kommer inte att vara evigt. En dag kommer solen att få slut på sitt bränsle, vilket kommer att leda till vår död.
En intressant fråga uppstår …
Sänker solens kärnenergi eller förblir stabil? Hur länge kan vi överleva på jorden om solens "kärnpotential" långsamt brinner ut?
Förutsatt att inga katastrofer orsakas av jorden själv (till exempel en supervolcano som täcker hela planeten eller förstör biosfären) eller universum (ett steriliserande gammastrålningsbrist eller en närliggande supernovaexplosion), kommer solen en dag att förstöra allt liv på jorden.
Du förstår, stjärnor som vår sol lever av kärnfusion: genom att smälta det lättaste och rikaste elementet i universum (väte) till det andra lättaste och rikaste elementet (helium) i en kedjereaktion. De kedjereaktioner som solen får mest av sin energi inkluderar:
- sammansmältningen av två protoner tillsammans med bildningen av deuterium, en positron (som förstörs med en elektron och producerar högenergi-fotoner), neutrinoer och fri energi;
- sedan fusionen av deuterium med en proton med bildningen av helium-3, en högenergi-foton och fri energi;
Kampanjvideo:
- och sedan fusionen av två helium-3-kärnor tillsammans med bildningen av helium-4, två fria protoner och ännu mer fri energi.
Det är den vanligaste energikällan från solen, där totalt 0,7% av den ursprungliga massan av fyra protoner omvandlas till energi under denna reaktion med Einsteins formel E = mc2. Varje sekund syntetiserar 4 x 1038 protoner helium-4 och frisätter cirka 4 x 1026 watt energi konstant.
Solen är enorm och massiv och består av cirka 1057 partiklar. Men oavsett hur stort det är, är den totala mängden solbränsle begränsad och ger det tid - det kommer att ta slut. Ett ännu mer pressande problem är att väte bara smälter i solens kärna, där temperaturen är högst. De allra första protonerna syntetiseras inte förrän du reser mer än halvvägs till solens centrum och upptäcker en temperatur på 4 miljoner grader Celsius. Och bara i den djupaste delen av solen, där temperaturen når 10 miljoner (eller till och med 15 miljoner) grader, produceras 99% av solens energi.
Detta innebär att med tiden, i solens djupaste djup, kommer bränslet att rinna ut snabbare, eftersom det är där väte brinner för att bilda helium. Du kanske tror att med tiden solen blir svag när bränslet för dess värme kommer att brinna ut. Men i avsaknad av sådana reaktioner som inträffar inuti kärnan, kommer det att börja samlas, och gravitationskompressionen kommer att frigöra ännu mer energi, vilket kommer att leda till en ökning av den inre temperaturen. Syntesen börjar flyta snabbare och bredare. Det visar sig att med tiden kommer solens utgångsenergi att öka. Det har faktiskt hänt i över fyra miljarder år.
När vår sol var en ung stjärna, brände den med 75-80% av sin nuvarande ljusstyrka. Tack vare närvaron av flora, fauna, hav och atmosfär på vår planet har vi kunnat anpassa oss till denna stadiga temperaturökning. Men alla har en gräns: vid någon tidpunkt kommer solens ljusstyrka att öka så mycket att jorden, på sitt nuvarande avstånd från solen, kommer att bli tillräckligt het så att haven kokar. När detta händer kommer vår planet att drabbas av Venus öde - ett tjockt molnlager kommer att omsluta det - och livet kommer att upphöra att existera.
Det är möjligt att vissa livsformer kommer att lära sig att överleva i molnens övre lager. Det är också mycket möjligt att mänskligheten kommer att kunna ta reda på hur man kan överleva under sådana förhållanden. Men det kommer att hända länge innan solens kärna går tom för vätebränsle. Under 5-7 miljarder år kommer vår sol att passera genom följande steg:
- väte kommer att rinna ut i kärnan;
- solen expanderar till en mycket ljus underliggande stjärna medan väte bränner i ett skal runt kärnan;
- när temperaturen når en kritisk gräns syntetiseras helium i kärnan;
- solen kommer att expandera till en riktig röd jätte;
- och kommer att dö och blåsa ut dess yttre lager i en planetnebulosa - och kärnan kommer att krympa till tillståndet av en vit dvärg.
Men efter en till två miljarder år (enligt de flesta uppskattningar) kommer solen att vara tillräckligt varm för att förånga haven. Då måste vi hitta oss ett nytt hem. I slutändan är det bara denna globala uppvärmning som är vettig.
ILYA KHEL
