Текст книги "Спасите человечество"

3.1. Звезды сталкиваются с независимыми планетами

Нынешняя Вселенная – это мир звезд, доля которых во Вселенной не только велика, но и видима. Солнце – это звезда, от которой зависит жизнь людей. Число звезд в Млечном Пути сотни миллиардов. Столкнется ли Солнце с одной из них, что приведет к разрушению всей экологии Земли и вымиранию людей?

Давайте сначала проанализируем региональную среду, в которой находится Солнечная система. Солнце располагается за пределами Млечного Пути, а плотность звезд за пределами Млечного Пути намного меньше, чем плотность центральных областей, таких как галактический центр и ядерный шар. Звезда, ближайшая к Солнечной системе, Альфа Центавра, которая представляет собой тройную звездную систему в созвездии Центавра. Альфа Центавр находится ближе к нам, расстояние составляет 4,25 светового года. Дальше Альфы Центавра находится звезда Бернарда, располагающаяся за 5,96 светового года, и звезда Волк на дальности 7,8 светового года. Другие звезды находятся на расстоянии более 8 световых лет. Сегодня известно всего 7 звезд, находящихся на расстоянии 10 световых лет от нас.

Текущее направление Альфы Центавра ближе всего к нам. Через много лет оно достигнет 3 световых лет (минимум), а затем будет удаляться все дальше и дальше.

Чтобы разобраться в возможности столкновения, мы должны использовать некоторые данные для иллюстрации. Если Солнце диаметром 1,392 миллиона километров уменьшится до диаметра 1 мм, то ближайшая к нам звезда будет находится на расстоянии 29,2 километра, а среднее расстояние между нашими звездами составит 52 километра. При таких условиях произойдет звездный удар, но вероятность минимальна.

Очень важную роль играют редкие «маленькие звезды», распределенные в огромном трехмерном пространстве. Они не беспорядочны, распределяются медленно, но регулярно. Если взять в качестве примера действие Солнца и уменьшить его в соответствии с предыдущей шкалой, то мы получим, что эта «маленькая звезда» проходит от него на расстоянии всего 4,92 метра в год. Все звезды движутся вокруг галактического центра по собственным траекториям, они уважают друг друга и следуют правилам. Такие звезды, как Солнце, которые находятся на периферии галактики, вряд ли столкнутся с другими звездами.

Во Вселенной все еще есть некоторые планеты, которые не светятся и не греют, не относятся к звездам, не принадлежат ни к одной звездной системе, поэтому их нельзя назвать обычными планетами. Они существуют только потому, что были слишком малы, когда впервые появились. Такие звезды не могли поджечь центральные атомы водорода под действием силы тяжести, поэтому могли стать только независимой системой, которая вращалась вокруг центра галактики. Мы можем называть их независимыми планетами. А могут ли такие звезды столкнуться с Солнцем или друг с другом?

Поскольку во Вселенной существует множество небольших объектов, которые образуются естественным образом, то независимых планет существует больше, чем звезд. Очень вероятно, что вокруг Солнечной системы находятся такие звезды, но они пока не обнаружены. Однако, несмотря на это, подобных звезд не так много. Вероятность того, что они столкнутся с Солнцем, невелика.

Более того, независимые планеты, как и звезды, действуют регулярно. Они управляются гравитационным центром Млечного Пути и действуют упорядоченным образом вокруг галактического центра. У каждой из них свои орбиты, и они оказывают минимальное влияние друг на друга, что снижает вероятность столкновения.

Даже если две галактики сольются, а самые плотные центральные области звезд встретятся, шансы столкновения очень малы, вероятность не превышает одной миллиардной. Потому что расстояние между звездами слишком велико по сравнению с размером звезды.

Некоторые люди удивятся тому, насколько мала вероятность столкновения небесных тел. Но почему тогда мы все еще наблюдаем некоторые столкновения?

Столкновение небесных тел или взаимное вмешательство небесных тел обычно происходит только в трех средах: одна находится в центральной области галактики, другая – в центральной области скопления, третья – между вторичными компонентами. Центром любой галактики является наиболее плотное пространство материи и звезд. То есть в начальном образовании галактики медленно формируется гравитационный центр. Центр этой гравитации неизбежно будет использовать свою собственную гравитацию, чтобы поглотить как можно больше материи и стать центром галактики. В то же время, после образования галактики, под действием силы тяжести вещество, приближенное к центральной области, и небесное тело также будут стремиться сконцентрироваться в центре. Однако концентрация небесных тел в центре галактики очень низкая. Для периферийных звезд, таких как в нашей Солнечной системе, подобных проблем не будет в течение сотен миллиардов лет.

Ситуация скопления аналогична: во время формирования галактик некоторые небольшие локальные области в галактиках образуют звездное скопление с очень плотными звездами и десятками тысяч или миллионами звезд, которые собираются в небольшом пространстве. Кроме того, у звездного скопления должен быть собственный центр, который является областью, где концентрация звезд очень плотная. В таких случаях вероятность столкновения звезд, естественно, намного выше. К счастью, наша Солнечная система находится далеко от любого звездного скопления.

Существует много звездных систем во Вселенной, которые называются двойными или тройными звездами (две или три звезды, расположенные близко друг к другу). В такой системе из-за гравитационного взаимодействия любая звезда будет иметь большое влияние на свой вторичный компонент, и любая звезда также в значительной степени зависит от своего вторичного компонента. Поэтому такие спутники часто очень нестабильны. Наша Солнечная система, очевидно, не относится к вторичному компоненту.

3.2. Взрыв сверхновой звезды

Взрыв сверхновой звезды увеличивает ее яркость в десятки и даже сотни миллионов раз за очень короткое время. Вещество звезды может быть отброшено со скоростью до 10 000 километров в секунду, а его мощное излучение может сильно влиять на большое пространство. Говоря об угрозе Вселенной, угроза взрыва сверхновой звезды намного превосходит воздействие звезд и независимых планет. Последствия такого взрыва гораздо масштабнее, чем поглощение черной дыры. Взрыв сверхновой – это космическая угроза, которая должна быть достойна пристального внимания.

Существует два типа сверхновых звезд: I и II. Взрыв сверхновой типа I является результатом эволюции тесной двойной звезды, принцип которой таков: если двухзвездная система очень близка, а две звезды имеют среднюю массу, то одна из более крупных звезд обязательно превратится в плотного белого карлика, а другая звезда все равно будет гореть. Звезда – это газовая планета, поэтому белый карлик будет использовать собственную гравитацию для аккреции материала звезды-компаньона. Аккреция материала формирует водородную оболочку вокруг белого карлика. Когда масса водородной оболочки достигает определенного уровня, температура белого карлика становится очень высокой из-за собственного гравитационного притяжения. Когда температура достигает 10 миллионов градусов, зарождается ядро водорода, и происходит ядерное слияние водорода. Если белая карликовая звезда накапливает материал звезды-компаньона в достаточном количестве, то после завершения синтеза водорода произойдет синтез гелия и углерода. Однако в состав белого карлика в основном входит углерод. В это время синтез углерода не загорится на периферии, он сначала воспламенится из центра чрезвычайно плотного белого карлика. Слияние углерода передается от центра к периферии с огромной скоростью, образуя взрыв, что приводит к мощному выбросу в космос разбитого белого карлика вместе с периферийным веществом.

Сверхновые II типа – сильные взрывы больших звезд, которые развились в более поздние стадии.

Согласно мнениям ученых, сверхновая звезда взрывается в Млечном Пути каждые 25–75 лет, но мы редко видим это, потому что Солнечная система на плоскости галактики всегда скрыта другими звездами и межзвездными материями.

Существует два основных варианта угрозы взрыва сверхновой звезды для человечества. С одной стороны, в начале вспышки ее тепловое излучение повысит температуру Земли, что приведет к нарушению экологического баланса. До сих пор на Млечном Пути люди семь раз наблюдали за взрывами сверхновых. Хорошо, что такие звезды находились далеко от нас. Последняя была на расстоянии 4200 световых лет, поэтому никак не повлияла на Землю. Согласно расчетам, если в месте расположения нашего ближайшего соседа Альфы Центавра взорвется сверхновая звезда, то уже примерно через месяц средняя температура Земли поднимется на четыре или пять градусов.

С другой стороны, это излучение и других вредных лучей. Проблема гораздо серьезнее, чем тепловое излучение, потому что чрезвычайно интенсивные излучения, исходящие от сверхновых, могут представлять большую угрозу для жизни. Итак, согласно специальному исследованию астрофизика Нила Грейса, взрыв сверхновой только в пределах 25 световых лет от Земли может полностью ослабить озоновый слой и удвоить дозу ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности, что серьезно повлияет на выживание человечества.

Таким образом, мы должны опасаться взрыва сверхновых звезд только на расстоянии 25 световых лет. Согласно астрономическим наблюдениям, в этом диапазоне находятся звезды, которые не имеют потенциала и условий для взрыва сверхновой звезды. Сверхновая I типа должна представлять собой пару звезд среднего размера, которые находятся близко друг к другу, а сверхновая II типа должна быть звездой, масса которой в 8 раз превышает массу Солнца. Такие звезды легко найти с близкого расстояния, но рядом с нами их нет.

Солнце не статично, оно вращается вокруг центра галактики со скоростью 220 километров в секунду. И звезды около солнечной орбиты также работают по определенным правилам. Возможно, через долгое время мы увидим взрыв сверхновой на расстоянии 25 световых лет. По словам ученых, он произойдет в среднем через 750 миллионов лет. В соответствии с этим расчетом, в пределах 25 световых лет от нас существует вероятность взрыва сверхновой звезды каждые 48 миллиардов лет. С момента появления нашего Солнца прошло всего 5 миллиардов лет, а еще через 5 миллиардов лет оно превратится в красного гиганта. Жизнь на Земле станет невозможной.

На самом деле нам не нужно бояться столкновения, потому что мы знаем очевидные признаки взрыва сверхновой звезды. Понимание процесса дает нам более миллиона лет на подготовку. Кроме этого, после фиксирования возможности появления сверхновых мы способны принять ряд эффективных мер предосторожности. В крайнем случае, чтобы компенсировать разрушение озонового слоя, мы можем изучить меры по производству и выбросу большого количества озона в небо или меры по предотвращению разрушения озонового слоя. Чтобы предотвратить сильное излучение ультрафиолетовых лучей, мы можем разработать средства по уходу за кожей и одежду для радиационной защиты. В первые 20 дней сильнейшего гамма-излучения мы можем даже оставаться в защищенных зданиях или бомбоубежищах, а люди, которые должны будут работать на улице, могут носить специальные костюмы с радиационной защитой. Если вспышка сверхновой будет слишком близка к нам, мы можем предотвратить тепловое излучение. По мере таяния ледников уровень моря будет повышаться, поэтому некоторым жителям прибрежных районов необходимо будет переселяться. Могут начаться наводнения и торнадо, а также разгореться эпидемии. В таких случаях мы также должны принять соответствующие меры предосторожности. Короче говоря, очень сложно столкнуться с подобными ситуациями. Одно мы знаем точно: они не смогут создать угрозу общему выживанию человечества.

Сегодня наше понимание Вселенной основано на квантовой механике и общей теории относительности. С момента создания квантовой механики и открытия теории относительности прошло всего сто лет, поэтому наше понимание Вселенной далеко не отражает ее сущность. Согласно анализу космологических теорий, существует два вида неподтвержденных небесных тел: микрочерные дыры и антиматерии, наличие которых серьезно угрожает человечеству.

4.1. Об угрозе микрочерной дыры

Согласно космологии Большого взрыва, в начале процесса огромное давление могло сжимать материалы из разных областей в маленькие черные дыры, которые люди называли микрочерными.

Что произойдет с микрочерными дырами по истечении 1,38 миллиарда лет существования Вселенной?

Согласно законам природы, объектов с меньшей массой и количеством больше у объектов неправильной формы, и, наоборот, чем меньше масса и объем, тем меньше количество объектов. Микрочерные дыры, образовавшиеся во время Большого взрыва, представляют собой тела с очень маленькой массой. Итак, какую угрозу представляют нам эти микрочерные дыры? Давайте сначала разберемся с некоторыми характеристиками.

Черные дыры испаряются, и чем меньше масса, тем быстрее это происходит. Черная дыра с той же массой, что и у Млечного Пути, имеет период испарения 10¹⁰⁰ лет, а с той же массой, что и у Солнца, – 10⁶⁵ лет. Следовательно, время испарения такой большой черной дыры очень велико, возможно, дольше, чем время существования Вселенной. Тем не менее черная дыра с массой миллиард тонн имеет период испарения всего 10 миллиардов лет. Черная дыра с массой миллион тонн – всего 10 лет. Черная дыра с массой в тонну испаряется за 10^–10 секунд. Период испарения составляет менее минуты.

Люди думают, что черные дыры в процессе существования должны поглощать некоторые вещества, поэтому обычно используют миллиард тонн в качестве стандарта, считая, что микрочерные дыры ниже этого качества должны испариться, а выше – существовать во Вселенной, их масса примерно эквивалентна большей горе.

Большинство микрочерных дыр, образованных в результате Большого взрыва, очень маленькие, а количество черных дыр весом более миллиарда тонн меньше, поэтому большинство микрочерных дыр уже испарилось за 13,8 миллиарда лет. Но большие микрочерные дыры очень медленно испаряются и постоянно поглощают все вещества, находящиеся на ближайшем расстоянии, и становятся все больше и больше. Чем больше черная дыра, тем сложнее ей испариться. Такая черная дыра сегодня должна быть старше 1,38 миллиарда лет.

Плотность распределения микрочерных дыр должна быть примерно такой же, как плотность распределения материи во Вселенной, они как древние небесные тела. Если они и существуют сегодня, то большинство из них должно быть сосредоточено в центральной области галактики. В то же время, если оценка микрочерной дыры верна, то большая ее часть должна быть сосредоточена в центральной области Млечного Пути. Микрочерные дыры, сконцентрированные около галактического центра, находятся далеко от Солнца, они не угрожают его безопасности. Вероятно, существуют некоторые микрочерные дыры, распределенные в других частях Млечного Пути. Итак, могут ли эти микрочерные дыры угрожать безопасности Солнечной системы?

Давайте в качестве примера возьмем черную дыру с массой Луны. В таких условиях масса черной дыры огромная. Тем не менее ее размер составляет всего 0,1 мм.

Если большое небесное тело, такое как Луна, столкнется с Солнцем, то сначала произойдет огромный удар, в результате которого Луна будет поглощена Солнцем. Тем не менее, когда такая маленькая черная дыра с огромной массой имеет определенную скорость, ее кинетическая энергия возрастает. Но такая маленькая черная дыра имеет очень небольшое поперечное сечение. Следовательно, сопротивление после столкновения с Солнцем будет небольшим, поэтому она легко пройдет сквозь Солнце, чтобы продолжить движение в космосе. Микрочерная дыра не испарится, но будет поглощать часть массы Солнца, а затем излучать некоторую энергию и увеличивать свою массу. Поскольку качество поглощения микрочерной дыры очень ограниченно, оно практически не будет воздействовать на Солнце, которое продолжит гореть само по себе.

Однако если черная дыра будет двигаться очень медленно, она останется внутри Солнца под действием силы тяжести и сопротивления Солнца. Если это произойдет, микрочерная дыра будет постоянно принимать материал Солнца как свой собственный, масса микрочерной дыры будет продолжать увеличиваться, а масса Солнца – уменьшаться. Сначала покажется, что с внешностью Солнца ничего не происходит: после миллионов лет постоянного поглощения черной дырой однажды система ядерного синтеза внутри Солнца полностью разрушится и Солнце внезапно рухнет в черную дыру. Микрочерная дыра превратится в черную дыру массой почти с Солнце. Земля и другие планеты продолжат вращаться вокруг этого небольшого небесного тела. Сияние Солнца больше не будет существовать, и температура поверхности Земли быстро упадет. Наша планета со временем превратится в холодный мир, в котором исчезнет жизнь.

Конечно, микрочерная дыра может также ударить Землю напрямую. Если это произойдет, ситуация будет аналогична той, которую мы описали с Солнцем, то есть Земля погрузится в черную дыру.

Угрозу микрочерных дыр следует рассматривать в двух случаях, один из которых основан на предположении, что микрочерная дыра существует, а другой – на анализе реального существования микрочерной дыры.

Если мы предположим, что микрочерные дыры существуют, то после периода испарения 13,8 миллиарда лет у небольшого числа выживших больших микрочерных дыр будет меньше шансов встретить нас. Даже если мы действительно встретимся, произойдет один из трех вариантов. Первый – микрочерная дыра столкнется с Солнцем и не нанесет ему значительного вреда. Второй – микрочерная дыра столкнется с Солнцем и поглотит его материал, в результате чего Солнце разрушится. Эти два варианта приводились ранее. Третий вариант заключается в том, что микрочерная дыра захватывается гравитационной силой Солнца и становится членом семейства Солнечной системы. Микрочерная дыра как небесное тело меньше Солнца. Когда она входит в гравитационный диапазон Солнца, то имеет определенную скорость. Пока она не обращена к Солнцу, легко захватывается им и становится небесным телом, управляемым Солнцем.

Среди вышеупомянутых трех вариантов последний наиболее вероятный, потому что существует небольшой шанс, что микрочерная дыра столкнется с Солнцем. Вероятность первого случая на втором месте, потому что относительная скорость небесного тела по сравнению с другим небесным телом, как правило, высока, особенно при сильной гравитационной силе, которая делает эту скорость выше. В вышеупомянутых трех случаях только второй вариант с наименьшей вероятностью представляет реальную угрозу для Солнца, что делает опасность микрочерной дыры менее значительной.

Давайте посмотрим на подлинность существования микрочерных дыр. В соответствии с теорией известного ученого Стивена Хокинга микрочерные дыры широко распространены во Вселенной. Если это так, то неизбежно возникают ситуации, при которых микрочерные дыры поглощают звезды. Поскольку микрочерная дыра вездесуща, определенно настанет момент, когда она столкнется со звездой. Если это случится, то произойдет событие, при котором звезда внезапно начнет выделять рентгеновское излучение. Однако при наблюдении за Вселенной мы никогда не обнаруживали следов микрочерных дыр.

4.2. Об угрозах антиматерии

Антиматерия – термин космологии Большого взрыва. Мы знаем, что основной единицей составляющего вещества является атом. Атом состоит из центрального ядра и внешнего электрона. Ядро состоит из протонов и нейтронов. У электрона отрицательный заряд, у протона – положительный, а у нейтрона нет заряда вообще. Молекулы воды, которую мы пьем, состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а соль, которую мы едим, – из молекул хлорида натрия, имеющего в своем составе атом натрия и хлора. Все, что мы видим и чувствуем, состоит из материи. Во Вселенной существует бесчисленное множество электронов, протонов, нейтронов, а также атомов и молекул, состоящих из них.

Согласно принципу космологии Большого взрыва во время того, как Большой взрыв сформировал космический материальный мир, должно было сформироваться такое же количество антивещества. Хотя у нейтронов нет заряда, как у антинейтронов, их другие свойства полностью противоположны. Комбинация антиэлектронов, антипротонов и антинейтронов образует антиатомы, а комбинация антиатомов образует разные антимолекулы, которые создают тем самым мир антиматерии.

Ранее ученые получили в лабораториях антиэлектроны, антипротоны и антинейтроны, которые, встречаясь с веществом, уничтожали его, выделяя энергию и гамма-лучи. Если Солнце встречает планету-антиматерию того же размера, что и оно само, то превращается в огромный огненный шар и выпускает очень сильный гамма-луч, который затем исчезнет, а исчезающее Солнце продолжает существовать во Вселенной в форме энергии. Поэтому если Солнце столкнется с большим небесным телом антиматерии, то это станет катастрофой для человечества.

Во Вселенной есть антиматерия (примерно равная материи), которая заполняет Вселенную. Это неизбежно происходит, когда планета антиматерии встречает планету и уничтожает ее, но какова реальная ситуация?

За эти годы ученые проделали большую работу в поисках антиматерии. В 1979 году американские ученые установили огромный воздушный шар на высоте 35 километров от земли и приобрели 28 антипротонов. Это небольшие показатели. Позже китайско-американский ученый Тин Сэмюэл Чжаочжун организовал космическое исследование, но также получил очень мало антипротонов. Антиматерии также доступны в научных лабораториях. Многие исследования показали, что большого количества антиматерии во Вселенной не существует и в течение по крайней мере 30 миллионов световых лет не будет. То есть Млечный Путь и местные галактики, в которых мы находимся, конечно, не будут иметь небесное тело антиматерии.

Принцип исследования ученых не сложен для понимания. Например, докажем, что Солнце не является антиматерией. Солнечный ветер постоянно дует через нашу Землю. Основным компонентом солнечного ветра являются протоны. Если Солнце является антиматерией, то протоны, которые оно производит, будут антипротонами (невозможно иметь только несколько антипротонов). Земля должна всегда сталкиваться с аннигиляцией этих антипротонов. Но это не так, поэтому вполне возможно подтвердить тезис о том, что Солнце состоит из материи, а не из антиматерии.

Тот же метод можно использовать для наблюдения Млечного Пути и местных галактик. В нашем Млечном Пути и соседних галактиках частицы космических лучей летают повсюду, они не аннигилируют ни с какими небесными телами, что доказывает, что в нашем Млечном Пути и местных галактиках нет больших небесных тел антиматерии.

Тем не менее у нас нет достаточных доказательств для дальних галактик, потому что наше астрономическое наблюдение сегодня получает свет только от далеких небесных тел. Когда материя испускает фотоны, антиматерия излучает антифотоны, но фотоны нейтральны, а фотоны и антифотоны являются идентичными частицами. Отсюда видно, что для более отдаленных небесных тел мы еще не смогли точно определить состав (материя или антиматерия). Конечно, небесное тело также излучает нейтрино, и нейтрино, излучаемые материей, определенно отличаются от антинейтрино, излучаемых антиматерией, но взаимодействие нейтрино с любым веществом слабое. Испускаемые Солнцем нейтрино могут беспрепятственно проникать сквозь Землю с небольшими потерями, поэтому очень сложно разработать инструмент, который может их принимать.

Что касается угрозы антиматерии, мы не будем рассматривать вопрос о том, существует ли на большом расстоянии много антиматериальных небесных тел. Мы можем точно утверждать, что в ближайшие 30 миллионов световых лет в нашей Солнечной системе не будет антиматерии небесных тел. Потому что на таком расстоянии, даже если небесное тело антиматерии столкнется с Солнечной системой, потребуется не менее десятков миллиардов лет, а Солнце через такое количество времени уже не будет существовать.