 |
Глава 3 Сценарии будущего развития Солнечной системы
|
|
|
|
Изучая Вселенную, ученые не могут не обращать особого внимания на процессы, происходящие в Солнечной системе, составляющим элементом которой является наша планета Земля. На сегодняшний момент существует несколько сценариев дальнейшего развития Солнечной системы.
Сценарий №1 Вспышки гамма-лучей
Смертоносные гамма-лучи, которые возникнут во время взрыва одной из звезд Галактики, уничтожат Землю. Впервые гамма-лучи были зафиксированы американскими учеными при изучении выведенного на орбиту спутника, и их происхождение связывалось с советскими ядерными испытаниями. Но впоследствии выяснилось, что вспышки гамма-лучей приходят от космического источника неведомого происхождения.
Исследователям долго не удавалось понять, где происходят эти вспышки - в нашей Галактике или в глубинах космоса. Не удавалось выяснить и природу этих вспышек. Местонахождение феномена - примерно миллиард световых лет от Солнечной системы - было определено только в 1997 году с помощью итальянского спутника «Беппо-САКС». Но понять происхождение явления так и не удалось. Одна из наиболее вероятных версий: гамма-лучи сигнализируют о смерти больших звезд, масса которых в десять раз превышает солнечную массу. Звездная материя, выбрасываемая в космос во время взрыва, преобразует мощные потоки этой высвободившейся энергии и под действием ударной волны невероятной силы порождает вспышку гамма-лучей.
Ученые не могли не заинтересоваться вспышками гамма-лучей: ведь они способны вызвать катастрофу, в ходе которой жизнь на Земле прекратиться. В пределах нашей Галактики такие явления должны происходить в среднем раз в 10 миллионов лет. И если источник очередной вспышки окажется на расстоянии 3000 световых лет от Земли, гамма-лучи смогут разрушить озоновый слой атмосферы, который защищает нас от ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца.
|
|
|
Если расстояние будет еще меньше, гамма-излучение достигнет поверхности планеты и буквально стерилизует ее. И мы даже не сможем это предвидеть, потому что гамма-лучи, возникающие во время этих вспышек, путешествует со скоростью света. Слияние сверхновой звезды, блеск которой виден даже днем, принесет смертельную радиацию.
Сценарий №2 Кометный дождь
Раз в 30 миллионов лет от границ Солнечной системы прямо на нас изливается дождь из небесных тел и убивает все живое.
За орбитой самой «крайней» планеты, Плутон, протянулся пояс Эджворта-Койпера, кольцеобразная область, населенная маленькими холодными телами, о которых заговорили совсем недавно. Диаметр самого большого объекта из этого пояса - 1200 км (чуть меньше спутника Плутона Харона, диаметр которого составляет 1270 км).
Многие из этих тел ранее находились в Облаке Оорта, обширной зоне вокруг Солнца, населенной миллиардами комет. Она окружает нашу планетную систему, простираясь на огромное расстояние, и заполняет собой почти половину пространства, отделяющего нас от Альфы Центавра, самой крупной из ближайших к нам звезд. Несмотря на то, что температура тел, населяющих это облако, очень низка, затишья стоит ждать в лучшем случае около нескольких миллионов лет, а затем наступит катастрофа.
Ведь Солнце движется вокруг центра Млечного Пути. И рано или поздно оно приблизится к ним настолько, что гравитация сможет воздействовать на орбиты комет облака Оорта. Многие из объектов этого облака затеряются в космосе. Но некоторые направятся к центру Солнечной системы и начнут сталкиваться с планетами. Существует предположение, что уже имели место немногочисленные фатальные бомбардировки такого типа, обрушившиеся на Землю. Некоторые исследователи, реконструируя глобальные экологические катастрофы (от катаклизмов ордовикского периода 506 миллионов лет назад до исчезновения динозавров 65 миллионов лет назад), находят, что период этих явлений составляет около 30 миллионов лет. Если данная гипотеза подтвердится, то вполне вероятно, что такой кометный дождь из облака Оорта сделает жизнь на планете совсем другой.
|
|
|
Сценарий №3 Высыхание океанов
Согласно расчетам японского ученого Сигеноре Маруяма Земля будет совершенно пустынна, как сегодняшний Марс. Земля теряет ежегодно около 900 миллионов тонн драгоценной влаги, и в течение миллиарда лет утратит всю воду. Постепенно наша планета превратиться в пустыню, все живые организмы погибнут. Гипотеза японского ученого вызывает много споров в научной среде. Особенно сомнительной считается идея, что вода собирается в зоне переноса между верхними и нижними слоями мантии на глубине 410 - 660 километров. Специалисты, не разделяющие мнение Сигеноре Маруямы, считают, что при этом должна была бы существовать граница, которая делила бы зону мантии на два слоя. А по последним данным мантия представляет собой единое целое, вещества опускаются до ее границы с ядром. Новые исследования покажут, насколько вероятно обезвоживание Земли.
Сценарий №4 Гигантское Солнце
В конце своего развития огромное красное Солнце поглотит Землю, которая превратиться в выжженную пустыню.
Когда-то Солнце выглядело совсем иначе, чем сегодня. Спустя миллиарды лет оно вновь изменит свой облик. Однако эти изменения незаметны в масштабах человеческого времени. Тем не менее, у Солнца есть свой собственный жизненный цикл - образование из облака межзвездного вещества, затем период более или менее спокойного существования, а потом неминуемая смерть.
Через пять миллиардов лет Солнце израсходует весь водород, перейдет на гелий и станет больше сегодняшнего на 75 процентов.
Пройдут еще несколько миллиардов лет, и новое Солнце поглотит Меркурий и Венеру - планеты, ближе всего расположенные к центру Солнечной системы. А Земля, плавающая в раскаленной атмосфере Солнца, сойдет со своей орбиты и в конце концов по спирали погрузится в горнило огромной звезды. Возможно, что Марсу повезет, и примерно на миллиард лет там установится климат, пригодный для зарождения жизни или для ее восстановления, если верно, что она там уже существовала несколько миллиардов лет назад.
|
|
|
Сценарий №5 Конец всей солнечной системы
Обледеневшие планеты Солнечной системы будут летать во мраке вокруг белого карлика-Солнца.
Ужасное расширение, которое произойдет с Солнцем в стадии красного гиганта, опустит занавес на сцене земной жизни. Но это не станет последним актом его существования. В таком состоянии Солнце будет находиться еще миллиард лет. Оно станет питаться гелием, а затем начнет сжигать другие - все более тяжелые - элементы, расположенные на большей глубине, в ядре светила, пожирая слой за слоем, уменьшаясь, как луковица. Когда очередь дойдет до железа, процесс термоядерного синтеза с выделением энергии остановиться. Впрочем, превращение элементов в недрах звезды будет продолжаться, и довольно активно, но теперь уже оно будет происходить с поглощением энергии.
Во время этих последовательных термоядерных реакций будут возникать периоды нестабильности Солнца, во время которых его светимость будет меняться, придавая ему вид переменной звезды типа пульсирующих звезд - цефеид. В финальном периоде смена фаз будет ускоряться, каждая последующая будет короче предыдущей. И все же, в отличие от звезд с большей массой, Солнце не закончит жизнь мгновенно, то есть путем взрыва. Самые верхние слои «отшелушатся» в космос, образовав там планетарную туманность.
В центре солнечной планетарной туманности останется холодное ядро из водорода, гелия, углерода, кислорода и других - более тяжелых - элементов. Его объем будет, сравним с объемом Земли, а плотность в миллионы раз превысит плотность воды (иными словами, масса кубического сантиметра такого вещества будет измеряться тоннами!)
Остывая миллиарды лет, оно охладится до температуры 4000 Кельвинов, и в его веществе начнется процесс кристаллизации.
Вокруг маленького белого Солнца будут вращаться реликты уцелевших планет, скорее всего, это будут Марс, Юпитер и Сатурн, холодные кольца которого испаряться во время фазы красного гиганта. И наступит вечная ночь, во время которой будет так же темно, как сегодня на Земле в полнолуние, а Солнце будет выглядеть ненамного ярче других звезд.
|
|
|
Сценарий №6 Конец млечного пути в черной дыре
Черная дыра, находящаяся в центре Галактики поглотит в свою воронку все звезды Млечного Пути.
Если наблюдать за Млечным Путем и другими далекими галактиками, сразу броситься в глаза очевидная разница: в нашей звездной системе царит относительное спокойствие, тогда как многие другие галактики живут в непрерывной активности.
Выбросы газов, области высокой интенсивности формирования звезд, мощные потоки радиоволн, рентгеновских и гамма лучей, высвобождение огромного количества энергии - все это придает галактикам вид близких звезд, тогда как на самом деле они находятся от нас на расстоянии миллиардов световых лет.
Одна из гипотез объясняет неистовую активность этих звездных систем находящимися в их центрах гигантскими черными дырами, масса которых составляет десятки миллионов солнечных масс.
Существование подобного космического мега пылесоса, который невозможно увидеть непосредственно, подтверждают наблюдаемые астрономами вихревые явления и высочайшие перепады температур, возникающие в ходе всасывания вещества в черную дыру и сопровождающиеся выбросами энергии и газа.
Астрофизики, наблюдая центр нашей Вселенной в различных диапазонах радиоволн, инфракрасного и рентгеновского излучения, а также гамма лучей и собрав массу данных, предложили, что в центре Млечного Пути существует черная дыра.
Ученые предположили, что в центре Млечного Пути существует повышенная концентрация вещества, масса которой превышает солнечную примерно в два миллиона раз, но количество света, доходящего оттуда до нас, непропорционально мало. Кстати, именно по этой причине некоторые ученые сомневаются, что в центре Млечного Пути действительно расположилась огромная черная дыра. Но, с другой стороны, столь громоздкие образования, ведущие себя относительно спокойно, найдены не только в нашей, но и в других внешне нормальных галактиках, например, в туманности Андромеды и ее спутнике M32, недавно изученных с помощью космического телескопа «Хаббл».
Возможно, черная дыра образовалась в результате столкновения с другими галактиками в те далекие времена, когда Вселенная имела еще маленькие размеры. Но что произойдет при встрече ее с другими галактиками, если она когда-нибудь пробудиться от сна? Ответ неутешителен: черная дыра втянет в себя всю нашу Галактику.
|
|
|
В этом случае Млечный Путь ожидает незавидная судьба - сначала он превратиться в водоворот звезд и газа, а затем - в мизерную по размеру область с бесконечно большой плотностью.
Заключение
Вселенная эволюционирует, бурные процессы происходили в прошлом, происходят сейчас, и будут происходить в будущем. Мир становится все сложнее, усложняются и появляются новые теории. И наука не стоит на месте, появляются новые взгляды, гипотезы, учения, поскольку «природа не раскрывает свои тайны раз и навсегда» (Л.А. Сенека).
Если нашей Вселенной грозит смерть, то, может быть появится возможность в будущем перелететь до другой Вселенной. Из общей теории относительности следует возможность существования пространственно-временных тоннелей и перехода в другие Вселенные.
Мы знаем строение Вселенной в огромном объеме пространства, для пересечения которого свету требуются миллиарды лет. Но пытливая мысль человека стремится проникнуть дальше. Что лежит за границами наблюдаемой области мира? Бесконечна ли Вселенная по объему? И её расширение - почему оно началось и будет ли оно всегда продолжаться в будущем? А каково происхождение «скрытой» массы? И наконец, как зародилась разумная жизнь во Вселенной? Есть ли она ещё где-нибудь кроме нашей планеты? Окончательные и полные ответы на эти вопросы пока отсутствуют. Вселенная неисчерпаема. Неутомима и жажда знания, заставляющая людей задавать всё новые и новые вопросы о мире и настойчиво искать ответы на них.
Список использованной литературы
1. Воронцов - Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной. М.,1980. - 672 с.
2. Ксанфомалити Л. Темная Вселенная // Наука и жизнь 2005№5. 58-69 с.
. Левин А. Судьбы мироздания // Популярная механика 2006 №9 40-46 с.
. Левитан Е.П. Эволюционирующая Вселенная. М.: Просвещение., 1993г. 159 с.
. Лесков С. Большой и нужный взрыв // Известия.-2007.-12 апр. 5 с.
. Перель Ю.Г. Развитие представлений о Вселенной М.,1958. 352 с.
. Сурдин В.Г. Дарвин и эволюция Вселенной //Экология и жизнь 2009 №3 4-10 с.
. Шкловский П.С. Вселенная, жизнь, разум М.: Наука 1987. - 320с.
9. <http://www.natural-history.ru/vselennaya_3.php>
. <http://www.philosophy.ru/iphras/library/zizin.html>
. <http://www.po4itay.ru/secret/other/5.htm>
|
|
|
