В погоне за Солнцем - Ричард Коэн

Солнце находится в 32 тыс. световых лет от центра нашей галактики, состоящей из сотен миллиардов звезд; оно вращается вокруг центра со скоростью около 250 км / с, полностью завершая оборот за 200 млн лет – за все время своего существования оно сделало 24–25 оборотов. За прошедшие 13,73 млрд лет истории вселенной звезды в нашей галактике, по всей видимости, уже распределились по орбитам, не предусматривающим дальнейших столкновений. Но все же остается вероятность того, что звезда-скиталица или шаровидное скопление звезд изменят направление движения и если и не столкнутся с нашим Солнцем, то пройдут достаточно близко, чтобы изменить его орбиту, что, несомненно, окажет воздействие на жизнь на Земле.

Шансы такой катастрофы, признает Азимов, “на самом деле совершенно ничтожны”, и он указывает на то, что мы в любом случае будем предупреждены об этом, вероятно, за миллион лет. Но, например, блуждающая черная дыра (следующая категория в азимовском списке катастроф) может оказаться замеченной всего за несколько лет до сближения: в 2005 году ученые обнаружили дыру размером с нашу солнечную систему, которая поглотила материю массой в 300 млн наших солнц – к счастью, она находилась от нас на расстоянии в 26 тыс. световых лет (250 000 000 000 000 000 км) – дистанция, примерно в 63 тыс. раз превышающая расстояние от Земли до Солнца. Если маленькая черная дыра столкнется с Солнцем, наша звезда, вероятно, сможет поглотить ее без серьезных последствий; с другой стороны, всегда остается шанс, что это приведет либо к коллапсу Солнца, либо к его взрыву: оба варианта для землян катастрофичны. Дальше Азимов рассматривает кластеры антиматерии и “субзвезды” (или “свободные планеты”), которые могут перейти дорогу Солнцу и нанести ему ущерб: но если так рассуждать, то теоретически и Бритни Спирс может получить премию “Оскар”. Такое ощущение, что писатель отмечает все физически возможное, пусть и практически невероятное.

За прошедшие с момента выхода книги Азимова десятилетия вероятность столкновения Земли с астероидом неоднократно подтверждалась. Вот чего в нашей системе хватает, чтобы беспокоиться: 1,1–1,9 млн астероидов, и каждый месяц открывают 5 тыс. новых[989]. В октябре 2010 года сообщалось, что астероид около 9 м в поперечнике пролетел всего в 45 тыс. км над Сингапуром – опасное сближение. Ученые прогнозируют, что в 2029 году трехсотметровый астероид пройдет мимо Земли на расстоянии в 24 тыс. – 40 тыс. км, а потом ляжет на обратный курс, чтобы, возможно, совершить прямое попадание в 2034 году[990]. Атмосферу Земли постоянно вспарывают разнообразные объекты размерами от баскетбольного мяча (несколько раз в день) до автомобиля (дважды в год). В настоящее время LSST (Большой обзорный телескоп НАСА) сканирует небо в поисках таких атак, и Солнце здесь тоже играет свою роль: дело в том, что у телескопа есть слепое пятно – объекты, оказывающиеся прямо перед Землей или непосредственно за ней, легко теряются в блеске Солнца. Солнечный свет воздействует и на вращение астероидов менее 1,5 км диаметром: по мере поглощения солнечных лучей их вращение меняет характер, они ускоряют осевое вращение “подобно шарикам пинбола в струе воздуха”[991]. Многие под этим воздействием разламываются на части, но, если бы астероид направлялся на Землю, нам, чтобы отклонить его, пришлось бы менять его скорость, согласно недавним подсчетам, на один миллиметр в секунду, начав за десять лет до потенциального столкновения[992].

Так или иначе, вопрос стабильности солнечной системы интриговал и мучил астрономов на протяжении уже более чем двух столетий. К смущению ученых, этот вопрос долгое время был связан с одним из сложнейших и неразрешимых вычислений в небесной механике. Но задолго до того, как такие вычисления стали возможны, суеверие и невежество начали выдвигать собственные зловещие предсказания. В скандинавских мифах, например, Солнце в конце концов слабеет, за этим следуют три жутких года “великанской зимы” Фимбулвинтер, во время которой Земля оказывается скованной кошмарным морозом, а потом наступает Рагнарек, когда опускается вечная тьма, Солнце и Луну пожирают огромные волки, что возвещает конец всего сущего. Эти верования затрагивают больную тему: Чарльз Дарвин в 1865 году в письме другу высказал “собственный детский страх… что однажды Солнце остынет и все мы замерзнем”[993]. Закат нашего мира часто связывался с гибелью Солнца, хотя, конечно, во времена Дарвина источник звездной энергии не был известен, термоядерная реакция еще не была открыта. Теперь, когда мы знаем, откуда Солнце берет свою энергию и что его запасы водорода конечны, мы можем придумывать сценарии наступления конца света.

Жизнь Солнца поддерживается в состоянии идеального баланса: звезда стремится схлопнуться под воздействием собственной гравитации, но одновременно энергия термоядерной реакции в ее ядре создает расширяющую силу, и эти силы уравновешивают друг друга. Солнце может сохранять свой размер только в случае равновесия этих противоположных сил, что требует все более быстрого потребления водорода. В определенный момент это топливо закончится. Фотосфера нашей звезды состоит на 90 % из водорода, на 9,9 % из гелия и еще из смеси шестидесяти семи элементов, таких как железо, кальций и натрий, а также восемнадцати химических соединений, из которых изначально образовалось Солнце (хотя ядерные реакции упорно продолжают менять состав солнечного ядра, где плазма сжата до такого давления и температуры, что вызывает термоядерный синтез). Чем больше звезда, тем она горячее и тем быстрее сжигает собственный водород. Звезды, более массивные, чем Солнце, сжигают свое ядерное топливо гораздо быстрее, потому что дают гораздо более высокую температуру.

Эти процессы происходят во вселенной уже миллиарды лет и будут продолжаться еще много миллиардов. Как минимум 2,5 млрд лет назад Солнце сжалось до диаметра в 300 млн км, затем уменьшилось до диаметра нынешней орбиты Земли. После этого в какой-то момент образовалась Земля (примерно тогда же Солнце начало излучать свет). Солнце продолжает свое сжатие, но не с такой скоростью, чтобы это предвещало его скорый конец: оно теряет несколько миллионов тонн материи ежесекундно – массовый эквивалент энергии, которую оно производит своими термоядерными реакциями. Еще несколько миллионов тонн выбрасываются солнечным ветром и другими частицами.