На Землю чатують такі небезпеки, як космічне каміння та близькі зіткнення з сусідніми зірками. Проте, переживши небезпечні ранні роки, наскільки нам відомо, єдине, що може покласти край її існуванню, – це те саме, що дає їй життя: Сонце.
Отже, якщо якихось дуже великих невдач можна уникнути, скільки часу у нас є до того, як Сонце помре?
Що вчені мають на увазі ?
Коли у Сонця закінчиться матеріал для термоядерного синтезу, воно стане білим карликом. У фазі білого карлика воно перебуватиме набагато довше, ніж у якості зорі головної послідовності. Якщо вважати стадію білого карлика другим життям, то Сонце могло б легко проіснувати 100 мільярдів років – набагато довше, ніж поточний вік Всесвіту. Оскільки протягом цього часу вони повільно остигають, вивільняючи енергію, вироблену в минулому житті, білі карлики часто називають мертвими зірками. Це означає, що для того, щоб зоря вважалася “живою”, вона повинна плавити речовину, щоб генерувати нову енергію, і саме про це ми поговоримо в цій статті.
Очікувана тривалість життя сонячної енергії
Час життя зірок значною мірою визначається їхньою масою. Більші зорі набагато гарячіші і витрачають свій початковий газ набагато швидше, ніж менші. Більші зорі, народжені разом із Сонцем, вже давно вичерпали весь свій газ і перетворилися на білих карликів. Набагато більші зорі пробігли свій життєвий шлях ще швидше, ставши надновими мільярди років тому і перетворившись на нейтронні зорі або чорні діри.
Оцінки тривалості життя зірки в одну сонячну масу різняться, зазвичай вони становлять від 9 до 10 мільярдів років, з яких 4,5 мільярда ми вже пройшли.
Деякі зорі сонячної маси гинуть раніше внаслідок близьких зіткнень із супутниками, але Сонце, як самотнє світило, позбавлене цієї долі. Враховуючи величезні відстані між зірками в нашій частині Чумацького Шляху, ймовірність того, що Сонце зіткнеться з іншою зіркою, зникаюче мала. Ризик того, що дещо менш близьке зіткнення з іншою зіркою порушить орбіту Землі, поки Сонце все ще перебуває у фазі головної послідовності, є більшим, але все ще досить низьким.
На жаль, у нас немає стільки часу
Перед смертю Сонце вичерпає водень у своєму ядрі, що врешті-решт ініціює синтез гелію з вуглецем, водночас продовжуючи плавити водень в оточуючій його оболонці. На цьому етапі вона роздувається і стає червоним гігантом, холоднішим за Сонце, але набагато масивнішим. У цей момент він може поглинути Землю повністю, випаровуючи всі сліди планети. Конкуруюча теорія припускає, що Земля не буде поглинута, а буде виштовхнута на більш віддалену орбіту під тиском Сонця, яке розширюється. У цьому випадку Земля може вижити, але її буде неможливо впізнати. На орбіті за величезним, роздутим Сонцем Земля буде гарячішою, ніж Меркурій сьогодні, і абсолютно непридатною для життя.
Однак ще до цього Сонце почне випромінювати більше тепла і світла. Дійсно, воно вже стає спекотнішим. Заперечувачам зміни клімату не варто хвилюватися: зростання викидів відбувається приблизно в мільйон разів повільніше, щоб пояснити підвищення температури за останні 50 років.
Однак за мільярд років повільне нагрівання накопичується. Земля буде повільно варитися під дією радіації, що посилюється. Спочатку набагато більш розвинена цивілізація може знайти способи охолодити її, використовуючи деякі дикі методи, які іноді пропонуються для боротьби з глобальним нагріванням, спричиненим людиною, наприклад, розміщення парасольок у космосі. Це може виграти кілька мільйонів років, але врешті-решт – якщо тільки не станеться чогось несумісного з нашими сучасними знаннями про фізику – Землю доведеться покинути. Будь-яка майбутня версія людства повинна буде мігрувати на супутники газових гігантів або в інші зоряні системи, щоб вижити.
Скільки часу у нас є до того, як це станеться, залежить від того, наскільки толерантними, на вашу думку, будуть наші нащадки до повільного підсмажування, а також від оцінок ефективності підходів до охолодження, про які йшлося вище. Напевно, можна бути впевненим, що якщо людство не засмітить планету раніше, у нас є щонайменше 500 мільйонів років придатної для життя Землі, але, ймовірно, не набагато більше мільярда років.
Наслідки для парадоксу Фермі
Примітною особливістю цього є те, що коли життя вперше з’явилося на Землі, воно мало щонайбільше п’ять мільярдів років, щоб знайти шлях за межі планети, перш ніж його доля була вирішена. Якби воно провело на 50 відсотків довше на стадії одноклітинних організмів, перш ніж з’явилося складне життя, то ніколи б не виникла технологічна цивілізація. За такого сценарію Земля стала б занадто гарячою ще до появи динозаврів, не кажучи вже про людей.
Можливо, причина того, що ми не зустрічали інопланетян, полягає в тому, що життя зазвичай розвивається трохи повільніше, ніж тут. Якщо це так, то зорі типу G, такі як Сонце, рідко створюють види, здатні вирішувати подібні завдання. У такому випадку нам потрібно було б шукати більш довгоживучі зорі K-типу і M-типу, щоб прихистити розвинені цивілізації, які можуть мати інші проблеми.