Можно ли пережить взрыв Солнца?

Допустим, человечеству каким-то чудом удастся избежать ядерной войны, падения громадного астероида, атмосферных козней супервулканов и смертельной радиации от взорвавшихся поблизости сверхновых. У нас есть примерно 6 миллиардов лет до того дня, как Солнце распухнет по заветам красного гигантизма и поглотит собой нашу планету, расплавив все. Это лишь на первый взгляд большой срок – апокалипсис не заставит себя ждать так долго и наступит гораздо раньше, пророчат астрофизики Майкл Хан и Дэниел Вольф Савин из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США) в статье популярного издания Nautilus.


Начнем с того, что Земле сильно повезло вращаться в том элитном диапазоне орбитальных расстояний, в пределах которого может существовать жидкая вода (необходимое условие для жизни в привычном нам варианте) и достаточное количество углекислого газа для осуществления фотосинтеза. По расчетам некоторых ученых, внутренняя граница такой «фотосинтетической обитаемой зоны» пролегает в всего в 7,5 млн км от нас – это около 5% расстояния от Земли до Солнца. И эта граница постепенно смещается наружу, в нашу сторону.

Наше светило представляет собой массивный газовый шар, удерживаемый в своих пределах собственной гравитацией. В центре него в условиях колоссального давления и высочайшей температуры ядра водорода сливаются по четыре и образуют ядра гелия, что логично приводит к уменьшению общего числа ядер и снижению внешнего давления солнечного ядра (оно пропорционально количеству ядер на единицу объема). Как следствие, внешние слои все больше и больше давят на ядро звезды, в результате внутри него еще больше повышаются давление и температура, а также скорость ядерного слияния, что ведет к увеличению яркости Солнца на 10% каждый миллиард лет.

Земля в ответ на растущий жар постепенно скидывает с себя парниковые одежи углекислого газа: рост температуры ускоряет химические реакции между водой и силикатными породами, в ходе которых CO2 сорбируется из атмосферы. В конце концов его станет так мало, что растения начнут вымирать.

Сначала исчезнут те из них, что практикуют C3-фотосинтез, – а таких большинство, в том числе и среди важнейших сельхозкультур (пшеница, рис, ячмень, овес, соя, картофель, арахис, кокос, банан, хлопок, большинство деревьев). Произойдет это примерно через 200 млн лет, когда концентрация CO2 упадет до 150 частей на миллион (для сравнения: сегодня она составляет больше 400 ppm). По мере вымирания их место станут постепенно занимать растения с C4-фотосинтезом, которые, как некоторые полагают, эволюционировали в ответ на углекислое истощение. Они более эффективно используют CO2 – на них приходится четверть всего земного фотосинтеза, притом что их всего 3% от общего числа растительных видов (к ним относятся кукуруза, сорго, просо, сахарный тростник, некоторые сорняки). Но и С4-растения, увы, тоже вымрут спустя 300 млн лет после С3-растений, когда CO2 станет меньше 10 частей на миллион.

Вместе с растениями и другими фотосинтезирующими организмами начнут вымирать и животные, ибо небиологических источников кислорода на Земле нет. Крупные животины задохнутся первыми, за ними последуют мелкие и микроскопические. Даже если кто-то умудрится выжить в бескилородной атмосфере (скажем, глисты), через миллиард лет средняя температура на поверхности планеты превысит +45 °C (сейчас +17 °C) – а важнейшие биохимические процессы в таких условиях попросту перестают работать. Спасения можно попытаться поискать на полюсах, но и там вскоре станет слишком жарко. В конечном счете останутся лишь хемосинтезирующие микробы, которые не испытывают нужды в углекислом газе и кислороде для осуществления метаболизма, а полагаются, например, на сульфаты или железо.


А что же люди? В хемосинтез они не могут. Так что в ближайшие полмиллиарда лет им нужно срочно валить с Земляшки. Однако едва ли за это время условия на других планетах или спутниках Солнечной системы станут такими уж приемлемыми для проживания, а лететь за ее пределы – идея довольно бесперспективная. «Если речь об экзопланетах, то стоит прояснить: мы никогда туда не переселимся, – заявил на днях швейцарский астрофизик Мишель Майор, свежеиспеченный лауреат Нобелевской премии за открытие в 1995 году первой экзопланеты у солнцеподобной звезды (совместно с Дидье Кело). – Даже в очень оптимистичном случае – если пригодная для жизни планета находится не очень далеко, скажем, в нескольких десятках световых лет, что немного, буквально по соседству, – времени на полет туда потребуется очень много». Сотни миллионов дней с самыми современными технологиями. «Это полное безумие», – добавил профессор. Что ж, ему видней.

Можно попытаться отсрочить климатическую экзекуцию, сдвинув земную орбиту, как предлагают Хан и Савин. Например, если уничтожить астероид 100 км, который каждые пять тысяч лет пролетает неподалеку от Земли, то в результате гравитационных изменений наша орбита потихоньку отодвинется от Солнца на почтенное расстояние – главное при этом случайно не уничтожить заодно и Землю. Либо следует построить гигантский солнечный парус на гравитационных тросах, чтобы солнечный ветер своим фотонным дуновением отдул планету чутка подальше в обитаемую зону – там можно будет обитать вплоть до финального вздутия нашей краснеющей звезды. Подобный парус должен быть в 20 раз больше Земли по диаметру, но по массе не превышать триллиона тонн – это около 2% Эвереста. К слову, если какая-то инопланетная цивилизация уже построила такой парус, то его вполне реально обнаружить с помощью тех же методов, что используются для обнаружения экзопланет.

Еще один способ выживания потребует высокого уровня развития технологий искусственного интеллекта. Вообще говоря, в будущем наша планета станет гораздо благоприятнее для небиологической жизни. Во-первых, из-за увеличившейся яркости Солнца, питающего энергией батареи роботов. Во-вторых, улучшится космическая погода: если сегодня Солнце крутится бешеным динамо, оборачиваясь вокруг оси за 24 земных дня, и регулярно вызывает на нашей планете магнитные бури, которые нередко выводят из строя средства связи, энергосистемы и орбитальные спутники, то к старости его вращение замедлится и магнитные бури прекратятся. Роботам не нужно будет беспокоиться за свои изысканные микросхемы, и люди с легким сердцем смогут загрузить в них свой разум, чтобы продолжать влачить земное существование с относительным комфортом в условиях откровенно нечеловеческих.


Впрочем, до всех этих жутких космических вызовов еще довольно далеко – в запасе есть десяток миллионов лет на то, чтобы придумать, как им противостоять. На носу куда более насущные проблемы планетарного характера – если их не решить, у человечества не будет шанса прожить и десятка тысяч лет. «Мы должны заботиться о нашей планете, – справедливо назидает профессор Мишель Майор. – Она очень красивая и пока еще абсолютно для жизни пригодная».