Цивилизация
Пока политики и экономисты из разных стран спорят о том, когда начнётся и через сколько лет закончится мировая рецессия, положение в Швейцарии, похоже, располагает к комфортным размышлениям о судьбах мира на куда более протяжённых временных масштабах. Мечислав Таубе и Вальтер Зайфриц задумались о том, как спасти население Земли от гибели, когда Солнце исчерпает запасы своего ядерного горючего.
Красный гигант и печаль Владимира Путина
Даже Солнце не вечно, и запасы горючего в его центре – ядер атомов водорода, протонов – с каждой секундой сокращаются почти на миллиард тонн. Центр звезды постепенно сжимается, температура там растёт, а размеры и яркость нашей звезды медленно, но верно увеличиваются. Например, количество энергии, испускаемой с поверхности светила, увеличивается примерно на 0,1% каждый миллион лет.
Такое спокойное увеличение яркости будет продолжаться примерно 5–6 миллиардов лет, пока водород в центре Солнца не исчезнет вовсе. А вот затем центр звезды потухнет, и ничто более не будет мешать давлению сил гравитации, сжимающих центр Солнца со всех сторон. Лишённое водорода солнечное ядро сожмётся, но при этом возникнет новый, так называемый слоевой источник энергии – «загорится» водород, оставшийся в непосредственной близости от поджавшегося ядра.
Согласно современным представлениям о звёздной эволюции, этот процесс будет сопровождаться грандиозной перестройкой всей центральной звезды Солнечной системы. Солнце, к тому моменту и так слегка пополневшее, раздуется в 200–300 раз, а его светимость из-за очень высокой плотности и температуры в слоевом источнике увеличится почти в три тысячи раз. Так наше светило вступит в фазу красного гиганта.
Если ничего не делать, то Земля, этот не такой уж и продолжительный по астрономическим меркам эпизод солнечной эволюции, где-то миллиард лет – не перенесёт. Поглотит ли Солнце нашу планету, точно сказать пока трудно: с одной стороны, земная орбита должна расшириться из-за потери массы Солнцем, с другой – то же самое потерянное вещество будет тормозить орбитальный бег Земли и тем сокращать орбитальный радиус.
В любом случае жизнь на Земле в том виде, в котором мы её знаем, не доживёт даже до начала фазы красного гиганта – за 5 миллиардов лет ползучее увеличение яркости Солнца по 0,1% в миллион лет приведёт к увеличению средней температуры планеты до эдак 50–60 градусов по Цельсию. Перехватывать Земля будет больше тепла, и чтобы сохранить тепловой баланс, ей придётся больше его излучать, что неминуемо приведёт к повышению температуры.
Но даже если нам каким-то образом удастся спасти свой маленький мир от жары – например, переместив планету на более широкую орбиту, это не спасёт его от замерзания, которое неминуемо последует позднее.
Исчерпав энергию слоевого источника и даже медленное ядерное горение гелия, Солнце потухнет, его оболочка медленно улетучится в окружающее пространство, а в центре останется крохотный «звёздный труп» – невероятно плотный и поначалу очень горячий объект размерами с Землю и массой примерно в половину современной массы Солнца.
Это тот самый белый карлик, который будет медленно остывать ещё многие миллиарды лет, но сможет дать Солнечной системе лишь в тысячи и миллионы раз меньше энергии, чем светило даёт сейчас. Даже Владимир Путин, будучи президентом России, признавался, что его очень огорчает такая перспектива.
План спасения
Таубе и Зайфриц решили не огорчаться, а подумать, что можно сделать по этому поводу. Результаты своих размышлений они опубликовали на сайте электронных препринтов Корнельского университета. В какой журнал работа отправится на рецензию, два смелых швейцарца не уточнили.
Собственно, Таубе и Зайфриц далеко не первые. Писатели-фантасты уже полвека размышляют о том, чтобы создать какой-нибудь супер-гиперзвездолёт, посадить в него землян и отправить на какую-нибудь далёкую землю, вращающуюся вокруг далёкого солнца, которому судьба Солнца настоящего не будет грозить ещё миллиарды и миллиарды лет.
Астрономы тоже немало думали на этот счёт. Фриман Дайсон, например, предлагал соорудить здоровенную медную полусферу – наподобие казана для плова, только в миллионы раз больше – и взрывать в ней ядерные бомбы так, чтобы сила отдачи толкала крохотный космический корабль в вершине этой полусферы, в котором элита человечества отправится колонизировать новую звёздную родину.
Однако Таубе и Зайфрица в этом сценарии смущают три обстоятельства. Во-первых, непонятно, кого считать элитой и что будет с теми, кто остался. Во-вторых, Землю тоже жалко – мы к ней привыкли и смотреть с далёкого звездолёта, как Солнце пожирает её экосистему, будет тяжело даже элите. Ну и, наконец, куда эту элиту отправлять, тоже не вполне ясно.
Вместо этого швейцарцы предлагают отнести Землю на окраины Солнечной системы, предварительно соорудив там искусственное «солнце».
В пути к новому источнику тепла и света планету будут освещать орбитальные фонари, питать которые будут термоядерные реакции.
Чтобы перенести наш мир за орбиту Плутона, на 7,5 миллиардов километров от Солнца – а только на таком расстоянии Земля способна пережить фазу красного гиганта, учёные предлагают использовать гравитационные манёвры – притяжение крупного астероида размером в несколько сот километров. Примерно таким же образом земляне в наши дни экономят на топливе для своих – наверняка примитивных, по мнению будущих исполнителей Плана спасения – межпланетных зондов, разгоняя их притяжением планет.
Таубе и Зайфриц предлагают вывести астероид на вытянутую орбиту вокруг Солнца таким образом, чтобы он каждые несколько лет проходил всего в десятке тысяч километров от передней (при движении по орбите) стороны нашей планеты, тем самым «подтягивая» её вперёд и увеличивая её скорость. Конечно, сам астероид будет при этом замедляться, однако принципиально ничто не мешает устроить его орбиту таким образом, чтобы он с той же регулярностью пролетал мимо Юпитера, который своим могучим притяжением будет возвращать «толкач» на прежнюю орбиту. Отдача, действующая на Юпитер, при этом ничтожна из-за его грандиозной массы, так что ей можно пренебречь.
Кстати, у Юпитера (и Сатурна) в этом плане ещё одна роль – из их атмосфер будет добываться дейтерий, тяжёлый изотоп водорода, который можно использовать для управляемой ядерной реакции. Именно выработанная таким образом энергия пойдёт на «финансирование» всего мероприятия – вывод астероида-«толкача» на нужную орбиту и её коррекцию, освещение Земли в пути к «искусственному солнцу», а главное – конструирование этого светила.
«Искусственное солнце»
Создать новое «солнце» учёные предлагают из планет-гигантов в ближайших окрестностях Солнечной системы. Если поглядеть, с какой скоростью учёные сейчас открывают новые экзопланеты, уже не покажется странным предложение Таубе и Зайфрица отправить автономные космические корабли ко всем ближайшим звёздам в радиусе, скажем, сотни световых лет. Повторив операцию, подобную той, что отправит Земли на окраину Солнечной системы в окрестностях каждой далёкой звезды, можно заранее пригнать в это место и несколько десятков, а то и сотен «юпитеров» – газовых планет-гигантов, которые, похоже, есть чуть ли не у всех звёзд.
После этого останется лишь дать этим планетам-гигантам слиться в единое светило. Температура и плотность в недрах получившегося объекта должны быть достаточными для зажжения в нём ядерных реакций – так родится «искусственное солнце», причём операция эта может быть безо всяких «нуль-порталов», а в рамках исключительно обычной физики осуществлена за десятки миллионов лет. Если учесть, что 7 миллиардов лет в запасе у человечества есть, а его технологическое развитие и не думает замедляться, эта идея уже не кажется такой неправдоподобной.
Кстати, объект, который заменит Солнце, Таубе и Зайфриц предлагают сделать раза в три меньше оригинала по массе.
Конечно, чтобы греться в его лучах так же комфортно, как и в лучах Солнца сегодня, к «искусственному солнцу» придётся подобраться существенно ближе, так что Новый год – очередной оборот вокруг светила – можно будет отмечать чуть не каждый месяц по современному календарю. Зато жить вокруг него можно будет ещё очень долго. Звёзды, чем массивнее, тем быстрее прожигают свою жизнь, и если задумываться об эвакуации Земли от Солнца надо через несколько миллиардов лет, то звезда в несколько раз меньше его по массе проживёт десятки и сотни миллиардов лет. А уж за это время земляне придумают, что делать.
«План спасения Земли» может показаться диким, но самое диковинное в нём как раз то, что никаким законам физики это грандиозное предприятие не противоречит. Конечно, великое множество деталей в этом плане нуждаются в уточнении, и почти к каждой из них можно придумать уйму возражений, но принципиальных препятствий на этом пути нет. Впрочем, как показывает история, спасать человечество чаще приходится от самих себя, а те грядущие проблемы, которые кажутся непреодолимыми одному поколению, уже следующее поколение не может воспринимать без улыбки. Можно улыбнуться уже сейчас.