Текст книги "Спасите человечество"

Конец Вселенной, несомненно, подразумевает и конец человечества. Итак, как и когда закончится Вселенная?

Наша Вселенная – это быстро расширяющаяся материя, сила ее расширения исходит от Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад. Однако во Вселенной есть еще одна повсеместная сила, которая ограничивает это расширение, – гравитация между веществом. Величина гравитации зависит от массы вещества во Вселенной и расстояния между веществом.

Расширяющаяся сила Вселенной в конечном счете побеждает гравитационное притяжение материи, что является фундаментальным фактором, определяющим конечную судьбу Вселенной. Если расширяющаяся сила Вселенной преодолеет гравитационное притяжение космического материала, то она продолжит расширяться, это показатель открытой Вселенной. Если гравитационное притяжение космического материала преодолеет расширяющаяся сила Вселенной, ее расширение достигнет своего максимума через несколько сотен миллионов лет, затем начнет сокращаться под воздействием гравитации и, наконец, вернется к началу. Такое космическое завершение называется закрытой Вселенной. Космическая модель, созданная космологией Большого взрыва, выдвигает только эти два тезиса. Так каким образом Вселенная заканчивается?

Если вы точно знаете среднюю плотность вещества во Вселенной, нетрудно определить ее будущий конец. Однако помимо видимой материи во Вселенной много темной материи и энергии. Это делает невозможным сделать четкое суждение о будущем Вселенной. Объяснения, которые мы здесь приводим, можно разделить только на два предположения.

В первом случае, если считать нашу Вселенную открытой, то, согласно этой теории, галактики вокруг нас будут продолжать удаляться. Через несколько триллионов лет Вселенная, за которой мы сможем наблюдать, будет состоять из 30 наших собственных галактик, остальные мы просто не увидим. В то время Вселенная покажется лишь одной миллиардной от нынешней Вселенной.

Другие ассоциации (группы) галактики окажутся в такой же ситуации. Поскольку ассоциации галактики действуют как независимые небесные системы во Вселенной, их внутренние галактики связаны между собой, а галактики вне их будут удаляться до тех пор, пока их не будет видно.

Ассоциация галактик не является статичной, внутренние галактики будут продолжать сливаться, делая масштаб галактик все больше и больше, образуя, таким образом, множество супергалактик. Поскольку звезды полагаются на ядерный синтез для излучения света и тепла, то после истощения водорода во Вселенной будут только коричневые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Вселенная закончит свой звездный период и вступит в период вырождения. Этот процесс ожидается через сотни миллионов лет.

Период вырождения намного длиннее звездного периода и закончится как минимум через 10³⁷ года. Этот период ознаменуется столкновением обломков после смерти звезды. В этом столкновении черная дыра поглотит все оставшиеся небесные тела, а черные дыры столкнутся друг с другом. При столкновении черных дыр маленькие черные дыры сольются в большие черные дыры, и, таким образом, масса черных дыр станет все больше и больше. Таким образом, через 10³⁷ года Вселенная вступит в фазу черной дыры.

Период черной дыры длиннее периода вырождения, в этот период в основном происходит испарение черных дыр. Чем больше масса черной дыры, тем ниже температура ее поверхности и скорость испарения. Мы не можем рассчитать, насколько продлится жизнь черной дыры. Существует только одна концепция, которую можно использовать в качестве эталона: черная дыра с такой же массой, как у Солнца, имеет период испарения 10⁶⁵ лет, а черная дыра с такой же массой, как у Млечного Пути, – 10¹⁰⁰ лет. Когда все черные дыры испарятся, Вселенная вступит в свой последний период, темный период, тогда в ней останется только энергия и совсем не будет небесных тел.

Во втором случае, если считать Вселенную закрытой, то, согласно этой теории, она достигнет своего максимума через много миллиардов лет, затем прекратит расширяться и начнет сокращаться. Если в это время мы будем находиться в пределах Млечного Пути, чтобы наблюдать далекие галактики, то сами галактики больше не будут существовать на таком далеком расстоянии от нас. На сегодняшний день Вселенная не показала никаких признаков прекращения расширения. Кроме того, по наблюдениям последних лет, Вселенная имеет тенденцию ускоренного расширения. Это говорит о том, что во Вселенной существует много темной материи и энергии, которые мы еще не понимаем. Также мы видим, что Вселенная не перестанет расширяться в течение многих миллиардов лет, что скорее всего приведет к открытости Вселенной.

Тем не менее мы можем подтвердить следующее: если Вселенная закрытая, то процессы ее сокращения и расширения симметричны. Тогда сколько времени нужно, чтобы расшириться и сократиться?

Когда Вселенная сокращалась еще 13,8 миллиарда лет назад, фоновая температура космического излучения была равна примерно 3 K, как у современной Вселенной. Когда время от конца сокращения составит 1 миллиард лет, фоновая температура поднимется до 30 К и скопление галактик начнет сливаться. Когда время от конца сокращения приблизится к 100 миллионам лет, фоновая температура космического излучения повысится до 300 К, то есть универсальная температура Вселенной станет выше, чем температура нынешней Земли, что затруднит жизнь во Вселенной. Затем, когда Вселенная постепенно начнет сжиматься, а фоновая температура повышаться, космическое небо будет медленно становиться ярче и в итоге обретет огненно-красный цвет. Когда время от конца сокращения составит 300 000 лет, температура Вселенной поднимется до 3000 К, все атомы распадутся, а вещество будет существовать лишь в форме ядер, электронов, фотонов и нейтрино. Небо больше не будет прозрачным. Когда время от конца сокращения составит час, температура Вселенной дойдет до 100 миллионов К. Основными компонентами Вселенной станут фотоны и нейтрино. Когда время от конца сокращения составит 3 минуты, космическая температура достигнет 1 миллиарда К. Вселенная заполнится электронами, нейтрино и их античастицами, несколькими протонами и нейтронами. Когда время от конца сокращения составит 10^–4 секунды, температура Вселенной повысится до 100 миллиардов К. Во Вселенной останутся только нейтроны, протоны и их античастицы. Когда время от конца сокращения составит 10^–35 секунды, температура Вселенной достигнет 10²⁷ К и четыре природные силы объединятся. И наконец, когда время от конца сокращения составит 10^–43 секунды, температура Вселенной дойдет до 10³² К и Вселенная начнет быстро уменьшаться, а затем достигнет конца.

Конец Вселенной может угрожать выживанию человечества, но это случится так не скоро, что нет никакого прямого смысла говорить об этих проблемах сейчас. Однако как один из нескольких факторов, объясняющих влияние на выживание человека, необходимо полностью объяснить проблему всесторонне.

Изучая Вселенную, ученые обнаружили, что чем больше мы узнаем ее, тем больше увеличивается количество неизвестных ранее проблем. В чем особенность? Что происходит внутри черной дыры? Что такое темная материя? Наш уровень знаний сегодня еще не может помочь ответить на все эти вопросы. Но благодаря нашим размышлениям мы можем получить один точный ответ: в течение миллиарда лет Вселенная не будет представлять опасность для человечества. Нам достаточно этого вывода. В нем весь смысл исследования в данном разделе.

Раздел 2. Угроза Солнечной системы

В огромной Вселенной Солнечная система находится в крошечном уголке, она – дом человечества. Земля, на которой мы живем, принадлежит маленькой планете в звездной системе Солнца.

Мы знаем, что все планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки в одном и том же направлении. Их орбиты находятся почти в одной плоскости. Эта плоскость называется плоскостью эклиптики, их орбитальная форма близка к кругу.

Восемь планет системы сильно отличаются по своему составу. Их можно разделить на две категории. Одни называется планетами земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Это твердые планеты, состоящие из камней и металлов. У них высокая плотность, медленное вращение и небольшое количество спутников. Другой тип называется планетами группы Юпитера (планеты-гиганты): Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они большие по размеру и тяжелые по весу, но имеют очень низкую плотность. Как и Юпитер, они в основном состоят из жидкого водорода и гелия, висят в космосе, как в «водном поло», быстро вращаются, имеют много спутников и кольца.

Спутники различных планет в Солнечной системе являются важными небесными телами: было подтверждено, что общее число спутников превышает 170, и есть еще много спутников, требующих дальнейшего подтверждения. Хотя Земля – это всего лишь маленькая планета в Солнечной системе, однако спутник Земли Луна – крупный спутник, занимающий 5-е место среди спутников Солнечной системы.

В Солнечной системе бесчисленное множество мелких небесных тел (карликовые планеты, астероиды, кометы и метеориты). Кроме того, существуют межзвездная пыль и межзвездные лучи, которые также считаются частью Солнечной системы.

Как третья планета в Солнечной системе Земля находится на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца, а самый дальний Нептун находится на расстоянии 4,5 миллиарда километров, но это еще не граница Солнечной системы. За Нептуном находятся карликовые планеты, такие как Плутон, и множество небольших небесных тел и межзвездные материи.

1.1. Солнце превратилось в красный гигант

Масса Солнца составляет 2 (x) 10³⁰ кг, а диаметр – 1,39 млн км. Оно состоит из 71 % водорода, 27 % гелия, а остальные 2 % – углерод, кислород, кремний, железо и другие элементы. Солнце – основная гарантия существования человека, его тепло согревает нас. Без Солнца Земля станет мертвой, холодной планетой. Если Солнце сильно изменится, то это приведет к катастрофе для Земли и человечества.

Солнце использует ядерную энергию для излучения света и тепла. В секунду производит энергию, эквивалентную сжиганию 12 миллиардов тонн угля.

Энергия Солнца всегда была предметом исследований ученых. Химическая энергия генерируется атомным смещением, она вызвана энергией, генерируемой атомным сдвигом.

Люди сделали множество неправильных выводов. Например, признанная история Земли, а также история человечества и биологии намного короче, чем фактическая продолжительность времени. Мы можем далее сделать вывод, что будущее человечества также чрезвычайно пессимистично, так как оно напрямую зависит от Солнца. Если Солнце погаснет в течение тысяч лет, несомненно, люди не смогут выжить. Это означает, что люди могут исчезнуть через тысячи лет.

Тем не менее благодаря исследованиям геологии и палеонтологии возраст Земли и история жизни на Земле намного длиннее, чем думают люди. С помощью астрономических наблюдений мы узнали, что фактическая история звезд сильно отличается от той, что мы знали раньше, поэтому у людей возникают сомнения относительно солнечной энергии.

Еще в 1860-х годах ученые узнали из оптического анализа, что основным компонентом Солнца является водород. В конце XIX века, открыв элементную радиоактивность, ученые поняли, что в природе есть энергия, о которой мы никогда не знали, это ядерная энергия. Впоследствии понимание людьми ядерной энергии продолжало расти, особенно после введения знаменитого энергетического уравнения Эйнштейна, которое теоретически установило существование ядерной энергии и связь между энергией и качеством. Дальнейшие наблюдения и исследования показали, что температура внутри Солнца равна более 10 миллионов градусов, что означает, что при чрезвычайно высокой температуре ядра Солнца движение самого ядра может полностью разрушить отталкивание электромагнитной силы между ядром. Таким образом, ученые наконец пришли к выводу, что термоядерная реакция происходит внутри Солнца, а свет и тепло Солнца обеспечиваются ядерной энергией. Более того, энергия других звезд также является производной от ядерной энергии.

Сегодня наши знания о Солнце достигли очень высокого уровня.

Солнце родилось около 5 миллиардов лет назад, его предшественник был огромной массой горячего воздуха. По сути, эта масса горячего воздуха является частью первого или второго поколения больших звезд во Вселенной. В течение сотен миллионов лет группа горячего воздуха наконец сформировала плотную центральную область под действием собственной гравитации, а затем и оригинальную планету. Планета продолжает поглощать окружающую материю с помощью своего мощного гравитационного притяжения и наконец зажигает атомы водорода в ядре, что представляет собой рождение Солнца как звезды.

Солнце сжигает водород на протяжении около 10 миллиардов лет. В настоящее время оно горело 5 миллиардов лет и сможет гореть еще 5. Это период стабильного и мягкого Солнца. Однако через 5 миллиардов лет гелий внутри Солнца загорится и оно превратится в красный гигант. Сжигание гелия будет продолжаться в течение миллиарда лет. Когда гелий окончательно сгорит, Солнце превратится в белого карлика. Хоть у него и сохранится остаточное тепло, внутри не произойдет ядерного сгорания, что приведет к постепенному охлаждению.

Когда Солнце превратится в красный гигант, его диаметр будет более чем в 100 раз больше диаметра исходного Солнца, поэтому оно быстро поглотит Меркурий и Венеру и в конечном счете Землю. Наша планета перестанет существовать, и человечество исчезнет навсегда.

Если рассматривать угрозу внешних сил в долгосрочной перспективе, то становится ясно, что через 5 миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и будет представлять огромную опасность для человечества. На самом деле Солнце не было столь стабильным сотни миллионов лет назад, поэтому Земле периодически доставалось от него.

Когда Солнце превратится в красного гиганта, его пламя распространится вокруг. Мало того что Земля будет проглочена, так еще и Марс умрет. Людям нужно продолжать думать о переселении на другую планету. В это время Юпитер или Сатурн могут превратиться в место для обитания человека, но нужно учитывать, что их внешняя среда будет очень небезопасной.

Когда Солнце окончательно превратится в белого карлика, люди не смогут выжить в Солнечной системе. Хоть горячий белый карлик и будет излучать свет и тепло во время охлаждения, его излучающая энергия станет чрезвычайно ограниченна. Возможно, положение Меркурия сегодня неплохое, но когда Солнце превратится в красного гиганта, он будет поглощен. Следовательно, люди должны пытаться покинуть не только Землю, но и всю Солнечную систему.

Фактически человечество не сможет выжить в Солнечной системе с начала переходного периода, потому что Солнце уже очень нестабильно, оно всегда меняется, и невозможно точно понять его законы. В какой-то момент Солнце может полностью уничтожить человечество.

1.2. Влияние солнечной активности

Итак, можем ли мы доверять Солнцу за миллиарды лет до того, как оно превратится в красного гиганта? Принесет ли оно большой вред людям? Действительно ли мы знаем, по каким законам работает Солнце?

Солнце – это газовая планета, имеющая ядро. Солнечную атмосферу можно разделить на фотосферу, хромосферу и солнечную корону, они взаимосвязаны и проникают друг в друга. Тропосфера и ее нижние части нельзя разглядеть с помощью астрономических телескопов, их свойства могут быть определены только через наблюдения и соответствующие теоретические расчеты.

Прямое влияние Солнца на Землю оказывает поверхностная активность Солнца, которая включает в себя солнечные пятна, хромосферные вспышки, солнечные короны и ветра.

Люди также могут увидеть появление черных пятен на солнечной сфере без помощи инструментов. Солнечные пятна часто парные и вращаются вокруг Солнца с запада на восток в том же направлении, что и Солнце. Солнечные пятна длятся пару или несколько десятков дней. Центральная температура пятна составляет около 4500 К, что примерно на 1200 К ниже, чем у поверхности фотосферы, поэтому солнечные пятна выглядят черными. Диаметр обычных эллиптических пятен составляет несколько километров, а диаметр больших пятен может достигать десятков тысяч километров. Иногда пятна появляются группами, которые могут доходить до сотен тысяч километров. Обычно считается, что появление солнечных пятен – результат действия солнечного магнитного поля. Активность солнечных пятен имеет очевидную периодичность, иногда это происходит часто, а иногда редко, со средним периодом 11 лет.

Вспышка – это частично блестящая область, которая появляется в хромосфере и представляет собой концентрированный взрыв солнечной энергии за короткий промежуток времени. Когда она загорается, большое количество заряженных частиц выбрасывается за короткий промежуток времени, солнечный ветер ускоряется в сотни раз.

Протуберанец – это сильный поток водорода, вырывающийся из хромосферы, который превращается в красное пламя и простирается на сотни тысяч километров. Обычно считается, что протуберанец является результатом внезапного изменения солнечного магнитного поля или постоянного изменения потока водорода.

Активность вспышек и протуберанец тесно связаны с активностью солнечных пятен, а активность солнечных пятен считается основным символом силы солнечной активности.

Экология Земли тесно связана с активностью Солнца. Когда появляется вспышка, сильный солнечный ветер сильно мешает магнитному полю Земли, этот процесс называют магнитной бурей. Коротковолновая связь на Земле передается через ионосферу на поверхность на расстоянии пятидесяти или шестидесяти километров. Когда возникает магнитная буря, степень диссоциации ионосферы резко возрастает, в результате чего ионосфера не может нормально отражать электромагнитные волны и поглощает их, провоцируя затухание сигнала и вызывая прерывание коротковолновой связи.

Магнитные бури также влияют на химическую структуру и динамическое состояние верхних слоев атмосферы Земли. Длительные магнитные бури могут в значительной степени влиять и на климат Земли, провоцируя наводнения или засухи. Согласно анализу глобального климата, период его изменения составляет около 22 лет, что соответствует магнитному периоду Солнца.

Солнечная активность также связана с землетрясениями на Земле: с помощью анализа периода сейсмической активности выяснилось, что в мире в течение многих лет период землетрясения составлял 11 лет, что полностью соответствует периоду активности солнечных пятен. Что касается причин воздействия солнечной активности на землетрясения, то здесь некоторые ученые считают, что в пик солнечной активности воздействие солнечного ветра на Землю значительно выше, чем обычно. Это заставляет породный слой подвергаться воздействию давления и разряда и создает растягивающую вибрацию в переменных электромагнитных полях. Тогда природный слой, накопивший напряжение, вступает в резонанс и ломается, смещаясь и провоцируя землетрясение.

Изучая древние деревья, мы узнали, что в период солнечной активности годовая ширина кольца дерева указывает на его быстрый рост. И наоборот, в те годы, когда Солнце не активно, кольца дерева узкие. Это подтверждает влияние солнечной активности на биологические изменения Земли. Согласно исторической статистике, рост посевов также соответствует этому закону.

Активность Солнца тесно связана и со здоровьем людей. Например, если солнечная активность высока, ультрафиолетовые лучи также будут значительно усилены, магнитное поле Земли сильно нарушится, что может повлиять на работу сердечно-сосудистой системы организма. На пике солнечной активности бактерии быстро размножаются, поэтому риск распространения эпидемий (гриппа, дифтерии) очень высок. Согласно исследованиям российских ученых, холера развивалась в основном на пике солнечной активности.

Хоть деятельность Солнца способна полностью контролировать экологию Земли, не стоит забывать о том, что оно также может навредить нашей планете. Однако ни один из вышеперечисленных факторов не угрожает выживанию людей в целом.

Этот вывод не является ни результатом наблюдений за Солнцем в течение сотен лет, ни кратким изложением десятков или тысяч лет опыта, зато вывод может быть историческим доказательством 5 миллиардов лет. Солнце не только способствовало формированию нашей планеты 4,6 миллиарда лет назад, но и превратило ее из бедной планеты в прекрасную обитель. Солнце пробудило Землю из мертвой тишины и повлияло на возникновение первой жизни 4,28 миллиарда лет назад. Это был самый простой микроорганизм. Сначала жизнь теплилась в океане. Затем 400 миллионов лет назад вышла на сушу. А более 4 миллионов лет назад на тропу эволюции вступили обезьяны.