Trăim pe o planetă verde minusculă, cu o singură lună orbitând pe o stea galbenă, cu câteva pietre mai puțin primitoare în apropiere și chiar mai puțin primitoare bile gazoase puțin mai departe, care poartă numele de tot felul de zeități mitice. Pe măsură ce explorăm regiuni din ce în ce mai îndepărtate ale spațiului, încercăm fără speranță să găsim alte sisteme stelare care ar putea conține lumi plăcute în care să trăim. Apreciind aceste încercări și realizând cât de norocoși suntem să trăim în sistemul nostru, între timp, putem explora alte scenarii posibile și nebunești despre cât de diferit ar putea fi sistemul nostru solar. Notă regizorilor moderni. Ce…
… dacă Marte nu și-ar fi pierdut câmpul magnetic
Marte a avut odată o atmosferă promițătoare când era cald, umed și plin de dioxid de carbon. A dispărut când Planeta Roșie și-a pierdut câmpul magnetic în urmă cu aproximativ 3,6 miliarde de ani, permițând Soarelui să arunce atmosfera cu vântul solar cu impunitate. Conform standardelor cosmice, acest lucru s-a întâmplat destul de repede - cea mai mare parte a atmosferei a dispărut în câteva sute de milioane de ani după ce câmpul magnetic a fost oprit. Astăzi, atmosfera lui Marte reprezintă aproximativ 1% din atmosfera pământului la nivelul mării, iar vânturile solare continuă să o devoreze cu o viteză de aproximativ 100 de grame pe secundă.
Știm că această planetă a avut cândva un câmp magnetic, deoarece roci magnetizate există încă pe suprafața sa. Unii consideră că câmpul magnetic s-a pierdut din cauza bombardamentelor puternice de către asteroizi, care au perturbat fluxul de căldură din Marte care generează câmpul magnetic. Dacă acest lucru nu s-ar fi întâmplat, Marte și-ar fi păstrat oceanele primitive și, poate, ar fi fost o altă sursă de viață în sistemul nostru solar.
O altă teorie sugerează că vechiul câmp magnetic ar putea acoperi doar jumătate din planetă, punând astfel în discuție viabilitatea sa pe termen lung. Înțelegerea compoziției miezului interior al lui Marte vă va ajuta să răspundeți la această întrebare. Pe Pământ, fierul lichid curge în jurul unui miez mai fierbinte, mai greu, care ne ține câmpul magnetic protector. Dacă Marte ar avea doar un miez topit, asta ar putea explica pierderea.
… dacă Pământul nu ar avea Luna
Video promotional:
Se crede că în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani, un embrion planetar de dimensiunea lui Marte (numit Theia) s-a prăbușit pe Pământ, evacuând suficient material din el pentru a forma luna noastră. Efectele de maree ale Lunii ar fi putut influența vulcanismul timpuriu și au crescut numărul de meteoriți care se încadrează în timpul vieții timpurii. Cu toate acestea, unii cred că viața a apărut pentru prima dată la orificiile hidrotermale de adâncime într-un proces care ar putea fi influențat pozitiv de curenții de maree.
Mareele lunare rapide, când Luna era mai aproape de Pământ, ar putea crea mări sărate superficiale, în care fragmente de acizi protonucleici se leagă la fluxuri slabe și se degradează la cele puternice, ducând în final la formarea ADN-ului. Potrivit paleobiologului Bruce Lieberman, „până la urmă, viața s-ar fi putut forma fără maree. Dar linia care a dus la apariția omului este înrădăcinată tocmai în maree”.
Este posibil ca curenții de maree să ajute la transportul căldurii de la ecuator la poli, ceea ce presupune că epoca de gheață ar fi fost mai puțin severă fără Lună și ar fi diminuat presiunea evolutivă asupra vieții. Dacă viața ar evolua pe Pământ fără Luna, probabil că va trece prin mai puține schimbări în timp și ar ajunge la o varietate mai mică. Lungimea zilei ar fi, de asemenea, diferită fără Luna, care a ajutat la încetinirea rotației Pământului de la șase până la douăzeci și patru de ore și, de asemenea, a stabilizat înclinarea Pământului și, prin urmare, anotimpurile. Orice viață care se dezvoltă pe o lume fără lună ar experimenta zile și nopți extrem de scurte și probabil schimbări climatice mai severe.
În absența lunii, formele de viață ar pierde lumina lunii, ceea ce îi ajută să rămână activi noaptea, afectează prădătorii nocturni și încurajează dezvoltarea vederii nocturne. Viața culturală a oricărei specii simțitoare ar rămâne fără influența lunii.
… dacă Pământul ar avea inele
După ce s-a ciocnit cu planeta instabilă Theia, Pământul a dobândit scurt inele, care în cele din urmă s-au contopit în Lună. Acest lucru s-a întâmplat pentru că resturile se găsesc în afara limitei Roche, unde forțele gravitaționale rup toate satelitele naturale. Dacă o lună mică sau un satelit ar fi prea aproape de atracția gravitațională a Pământului, aceasta ar izbucni cu formarea ulterioară a unui inel permanent.
Saturn are inele de gheață care cu greu ar dura mult timp dacă ar fi la fel de aproape de Soare ca noi, dar teoretic inele de piatră ar putea supraviețui, deși ar fi diferite de inelele lui Saturn. Efectul ar fi evident, deoarece umbrele aruncate de inele ar duce la ierni reci și scăderea luminii solare în ambele emisfere. Dacă viața inteligentă s-ar forma în astfel de condiții, inelele ar interfera cu dezvoltarea astronomiei optice bazate pe sol. De asemenea, ar complica în mod semnificativ călătoriile spațiale și sateliții din cauza resturilor spațiale.
Astfel de inele ar arăta diferit în funcție de regiunea Pământului din care au fost văzute - o linie subțire pe cerul de peste Peru, un arc puternic în jumătate din cer în Guatemala, un ceas atmosferic de 180 de grade în Polinezia și o strălucire omniprezentă pe orizontul din Alaska. Nu se poate doar specula despre modul în care popoarele antice ale lumii ar fi încorporat aceste specii uimitoare în mitologia și cosmologia lor.
… dacă Jupiter ar fi o stea
Cea mai mare planetă din sistemul solar, potrivit unora, ar fi trebuit să devină o stea, o pitică brună, dar îi lipsea puțină masă. (Alții cred că Jupiter trebuia să fie de treisprezece ori mai mare pentru a face acest lucru.) Dacă Jupiter ar deveni o stea, ar fi slab și îndepărtat, puțin mai luminos decât Venus. O astfel de stea nu ar genera suficientă lumină sau căldură și ar fi de cinci ori mai îndepărtată de Pământ decât Soarele, deci (din fericire) nu ar afecta dezvoltarea vieții pe Pământ.
Transformarea lui Jupiter într-o stea nu este atât de ușoară, mai dificilă decât să dai foc pe planetă. Întrucât Jupiter este alcătuit în mare parte din hidrogen, pentru a-l aprinde, va trebui să-l acoperi cu oxigen la jumătate din volumul Jupiter: rezultatul este apa. Dar avem nevoie de o stea, nu de un arzător mare. Pentru a începe fuziunea ca soarele, este nevoie de mai mult hidrogen. Ar fi nevoie de alți 13 Jupiteri pentru un pitic maro, 79 pentru un pitic roșu și de 1.000 de ori mai mulți Jupiteri pentru o stea de dimensiunea soarelui.
Totuși, simulările au arătat că creșterea dimensiunii Jupiterului până la dimensiunea soarelui va provoca haos în sistemul solar. Sateliții planetelor exterioare vor zbura de pe orbite în direcții diferite, iar centura de asteroizi va fi complet distrusă. Și în timp ce Mercur și Venus vor rămâne aproape intacte, Pământul va ceda în cele din urmă pe o altă planetă sau o orbită mai aproape de Soare.
… dacă Pământul s-ar roti în sens invers
Cel mai evident efect al rotației inversă a Pământului ar fi Soarele care răsare în vest și apusul în est, dar nu este totul. Potrivit astrofizicistului de la Universitatea din Pennsylvania, Kevin Luman, „Pământul se rotește în acest fel, deoarece a fost astfel născut. Când Soarele era o stea nou-născută, în jurul său se aflau o grămadă de gaz și praf, care se învârteau într-o structură mare în formă de disc. Singura planetă care se rotește în direcția opusă este Venus, iar acest lucru s-a datorat cel mai probabil unei miliziuni de ani în urmă. Repetarea unui astfel de proces cu Pământul va exclude probabil orice observator pentru veri lungi.
Chiar dacă acest lucru se va întâmpla la cerința magiei sau a extratereștrilor, consecințele vor fi foarte grave. Efectul Coriolis, care determină modul în care rotația Pământului este transmisă comportamentului vântului, va fi complet inversată. Vânturile comerciale se vor confrunta cu invers, ceea ce va duce la schimbări climatice în multe regiuni. Acest lucru va afecta mai ales Europa, când vânturile calde care suflă peste Atlantic de la Golful Mexic vor fi înlocuite cu frigul sibian care suflă de la est.
În alte locuri de pe Pământ, o schimbare a rotației poate avea un efect mai favorabil. În Africa de Nord, precipitațiile vor crește, iar cantitatea de apă de râu care intră în Marea Mediterană o va transforma practic într-un lac cu apă dulce. Aerul cald va fi trimis în Pacificul de Nord și Atlanticul de Sud, făcând Alaska, Extremul Orient Rusiei și părți din Antarctica mai atractive pentru viață.
… dacă am schimbat locurile cu Marte
Dacă rearanjați Pământul și Marte, efectele vor fi destul de interesante: temperaturile marțiene vor crește, capacele polare se vor topi, gazele vor fi eliberate din sol, iar climatul va deveni aproape la fel de cald ca acum pe Pământ. Pe de altă parte, pământul va fi mult mai rece. Mai multe probleme vor rezulta din destabilizarea sistemului solar interior datorită efectului pe care orbitele planetelor îl au reciproc.
Fizicianul planetar Renu Malhotra de la Universitatea din Arizona a efectuat simulări care au arătat destabilizarea severă a orbitelor planetare. Ea a încercat să ignore rezultatele lui Mercur, dar totul a dus la faptul că Marte va fi ejectat din sistemul solar. Alte simulări au arătat că Pământul și Marte vor dobândi orbite instabile din cauza influenței lui Jupiter. Acest lucru sugerează că situația orbitală a sistemului solar interior este destul de instabilă, ceea ce pune în discuție propunerile unor futuristi pentru a-l apropia pe Marte mai aproape de Soare.
Remarcabil, dacă o astfel de mecanică orbitală ar funcționa, Pământul ar schimba perfect locurile cu Venus. Studiul a arătat că Pământul, sau o planetă terestră, ar putea fi locuibilă pe orbita lui Venus, a cărei poziție este de obicei estimată a fi puțin mai aproape de Soare decât este necesară pentru viață. În ciuda radiației solare dublate, capacul norului ar menține temperatura suprafeței în limite acceptabile.
… dacă am trăi în centru sau la marginea galaxiei
Se pare că trăim într-un sector destul de plictisitor al Căii Lactee, departe de agitația centrului galactic. Dacă am fi în centrul galaxiei, cerul nopții ar fi mult mai luminos, cu o grămadă de stele strălucitoare (precum Venus), deoarece stelele din miez sunt separate de câteva săptămâni ușoare, nu de ani. Densitatea stelelor din apropierea centrului este de 10 milioane de stele pe parsec cub, în creștere de la 0,2 în segmentul nostru slab. Există, de asemenea, multe supernove și o gaură neagră supermasivă, dar ce puteți face, viața în oraș este așa.
Între timp, dacă am fi mai aproape de marginea Căii Lactee, aproape nimic nu s-ar fi schimbat dacă viața ar fi apărut deloc. Sistemele stelare de la marginea galaxiilor au un nivel mai scăzut de metalicitate, adică au mai puține elemente mai grele decât hidrogenul și heliul. Scăderea nivelului de elemente metalice înseamnă că giganții de gaz precum Jupiter, care se adună încet în jurul miezurilor solide, vor apărea mai puțin. Deoarece gigantii gazului nu vor lua lovitura, lumile solide vor fi mai vulnerabile la impactul cometei. În plus, cerul de noapte al Pământului de la marginea galaxiei va fi plictisitor și gol.
Locuirea în suburbi poate avea și aspecte pozitive. Unii cred că condițiile de viață se încadrează într-o serie de condiții cheie care sunt îndeplinite doar într-un interval relativ restrâns cunoscut sub numele de zona locuibilă galactică. În 2001, Guillermo Gonzalez a afirmat că frecventele supernove și niveluri ridicate de radiații inerente centrului galactic împiedică apariția vieții. Studii recente spun că acest argument este destul de sceptic, deoarece sterilizările frecvente de supernove ar fi contrabalansate de șansele mai mari de a evolua viața.
… dacă ar fi doi soare
În 2011, astronomii au observat prima planetă cunoscută dintr-un sistem de stele binare, cunoscută și sub numele de planetă cu orbită multiplă, numită Kepler-16b. Alan Boss, astrofizicieni de la Carnegie Institute of Science, a fost întrebat cum va arăta Pământul în astfel de condiții. El a spus: „Ușor rece. Deși este mai aproape de stelele sale decât Pământul de la sine, aceste stele nu sunt atât de strălucitoare, așa că temperatura de pe planetă va fi de doar -73 grade Celsius. Dacă am înlocui Soarele nostru cu aceste stele, am fi și mai reci, deoarece suntem mai departe de Soare decât acest Tatooine."
Desigur, nu toate sistemele binare sunt la fel, iar unele situații sunt mai potrivite pentru dezvoltarea vieții. Cercetările prezentate la cea de-a 223-a întâlnire a American Astronomical Society din 2014 au arătat că unele sisteme de stele binare pot fi mai favorabile pentru dezvoltarea vieții decât sistemele stelare unitare. Stelele în pereche, a căror rotație a fost sincronizată, va reduce reciproc radiațiile solare și vânturile stelare, care de multe ori curăță atmosfera planetelor și lunilor.
Un studiu realizat de astrofizicianul Paul Mason a arătat că stelele care se orbitează între ele în 10-60 de zile de Pământ vor exercita forțe de maree care reduc rotația și reduc vânturile stelare, ceea ce ar putea extinde gama de zone potențial locuibile din sistem prin combinarea luminii de la două stele în loc de una. Mason a recunoscut că având doi soare, Venus și-ar putea conserva apa, iar Pământul va fi o lume mai umedă.
… dacă a dispărut soarele
În ciuda temerilor străvechilor, Soarele nu va ieși brusc și un astfel de scenariu este imposibil din punct de vedere fizic, din câte știm. Dar dacă s-ar întâmpla asta, Pământul nu s-ar îngheța instantaneu. Dacă rămânem pe orbită pe fundul răcit și mort al unei stele odat iubite, temperaturile vor scădea sub -17 grade Celsius într-o săptămână și până la -73 grade într-un an. Fără fotosinteză, viața plantelor se va estompa rapid, la fel ca toate celelalte vieți pe măsură ce oceanele îngheață.
Straturile superioare de gheață vor izola apele adânci și vor împiedica înghețarea oceanelor timp de sute de mii de ani, astfel încât unele forme de viață oceanică și geotermală pot supraviețui. Înfiorător, dar copacii vor rezista încă câteva decenii, datorită metabolismului lent și depozitelor de zahăr. Cele mai bune locuri pentru supraviețuirea umană ar fi submarinele nucleare sau, probabil, locuințele construite în țări bogate în geotermă precum Islanda.
În afară de moartea din cauza frigului, mai există câteva avantaje pentru a trăi într-o lume fără Soare. Riscul de arsuri solare va fi redus, comunicațiile prin satelit și condițiile pentru astronomi vor fi îmbunătățite.
Dar, în general, desigur, ar fi mai bine cu Soarele. Chiar dacă eliminați Soarele doar pentru o secundă, fără gravitația Soarelui, toate obiectele din sistemul solar, în loc de o orbită circulară, vor merge în linie dreaptă. O secundă mai târziu, când Soarele se va întoarce, totul de la giganții de gaz la praful cosmic va fi pe orbite noi, unele dintre ele fiind instabile. De asemenea, pentru o secundă, heliosfera, care protejează sistemul solar de radiațiile extrasolare, va dispărea. O secundă fără scuturi va permite pătrunderea radiațiilor vile din exterior, ceea ce va duce la apariția aurorelor din întreaga lume, va perturba sateliții și rețelele electrice sau, eventual, sterilizarea Pământului.
… dacă Pământul întâlnește o gaură neagră
Aproape fiecare copil curios din acest univers s-a gândit la efectele pe care o gaură neagră le-ar putea avea pe Pământ, sau cel puțin asupra oamenilor care trăiesc aici. Frank Hale, de la Universitatea Stanford, a sugerat ce s-ar fi putut întâmpla dacă o gaură neagră de dimensiune monedă, care ar avea aproximativ aceeași masă ca Pământul, ar fi fost în centrul planetei. Nu că Pământul este aspirat de un aspirator spațial, dar va mai rămâne o anumită agitație.
Materia care cade în gaura neagră va deveni extrem de fierbinte, provocând radiații și presiune să împingă straturile exterioare ale materiei și să provoace o explozie spectaculoasă care a tras de pe Pământ ca plasma supraîncălzită. Conservarea momentului va asigura că masa Pământului se rotește mai rapid în jurul găurii negre și va crea un disc de acumulare care va limita viteza cu care este absorbită masa Pământului. Pământul se va transforma în ruine în mișcare rapidă, dar va dura ceva timp până va fi mâncat.
O gaură neagră mai mică nu va fi atât de rea. Universul se crede că se prăbușește cu găuri negre primordiale, cu o masă echivalentă cu un mic munte. Aceste găuri negre pândesc în interiorul giganților gazoși și duc la nașterea supernovelor premature. Dacă o astfel de gaură neagră se prăbușește pe Pământ cu viteză mare, poate zbura chiar prin. O astfel de coliziune va avea ca rezultat o eliberare de energie echivalentă cu explozia unei tone de TNT, dar se va întinde pe întreaga lungime a căii, astfel încât aproape nimeni nu va observa. Cu toate acestea, trecerea unei astfel de găuri negre prin Pământ va lăsa în urmă „un tub lung de material puternic deteriorat de radiații, care va rămâne recunoscut în timp geologic”.
Lucrurile ar fi mai întunecate dacă sistemul solar s-ar ciocni cu o gaură neagră super-masivă cu o masă de un milion de ori mai mare decât soarele, posibil ejectată de gravitatea a două galaxii în coliziune. Astronomul Christopher Springob crede că am suspecta că ceva nu a fost în regulă atunci când gaura neagră s-a apropiat de 1000 de ani lumină de la sistemul solar. După aceea, mai aveam doar câteva mii de ani pentru a ne pregăti pentru sosirea ei, după care această gaură neagră va perturba semnificativ orbitele planetelor și va mușca în sistemul stelar. Când gaura neagră se află într-un an lumină, gravitația sa va sfâșia lumea, astfel încât Pământul va fi bine mestecat înainte de a fi înghițit în cele din urmă.
Sau nu. Samir Mathur de la Universitatea de Stat din Ohio consideră că are dovezi matematice că nici nu putem observa că suntem mâncați de o gaură neagră.
