Можно ли спасти Землю, передвинув ее подальше от Солнца?

17 Июля 2017 в 15:30, Илья Хель 8 818 просмотров 26

Однажды в будущем океаны Земли вскипят, уничтожая всю жизнь на поверхности планеты, и сделают ее совершенно непригодной для жизни. Это глобальное потепление в некотором смысле неотвратимо: постепенное потепление, которое испытывает Солнце, происходит за счет постепенного выгорания топлива внутри светила. Однако есть способ сохранить Землю обитаемой, если мы разработаем долгосрочное решение: миграция всей Земли. Возможно ли это?

Нам нужно выяснить, насколько жарко станет и насколько быстро это произойдет, чтобы передвинуть Землю в темпе.

Способ, которым любая звезда получает свою энергию, заключается в сплавлении более легких элементов в более тяжелые в ядре. Наше Солнце, в частности, синтезирует гелий из водорода в регионах, где температура ядра превышает 4 000 000 градусов. Чем горячее, тем быстрее скорость синтеза; в самом сердце ядра температура достигает 15 000 000 градусов. Эта скорость почти всегда постоянная. За долгое время процентное соотношение водорода к гелию меняется, и внутренняя часть нагревается чуть сильнее за миллиарды лет. И когда происходит разогрев, мы наблюдаем следующее:

  • светимость увеличивается — больше энергии излучается со временем
  • светило слегка увеличивается в размерах, радиус увеличивается на несколько процентов за каждый миллиард лет
  • его температура остается почти всегда постоянной, меняясь менее чем на 1% за миллиард лет.

Все это сводится к одному неудобному факту: количество энергии, которая достигает Земли, медленно растет со временем. За каждые 110 миллионов лет солнечная светимость увеличивается примерно на 1%. Это означает, что энергия, достигающая Земли, также увеличивается на 1% примерно за то же время. Когда Земля была на четыре миллиарда лет моложе, наша планета получала 70% от энергии, которую получает сегодня. И через еще один-два миллиарда лет, если мы ничего не сделаем, на Земле образуются существенные проблемы. В какой-то момент температура на поверхности поднимется до 100 градусов по Цельсию. То есть океаны испарятся.

Как нам это смягчить? Есть несколько возможных решений:

  • Мы можем установить ряд больших отражателей в точке Лагранжа L1, чтобы не давать части света достигать Земли.
  • Мы можем изменить при помощи геоинженерии атмосферу/альбедо нашей планеты, чтобы она отражала больше света и поглощала меньше.
  • Мы можем избавить планету от парникового эффекта, убрав молекулы метана и диоксида углерода из атмосферы.
  • Мы можем покинуть Землю и сосредоточиться на терраформировании внешних миров вроде Марса.

В теории все может сработать, но потребует колоссальных усилий и поддержки.

Однако решение о миграции Земли на удаленную орбиту может стать окончательным. И хотя нам придется постоянно уводить планету с орбиты, чтобы поддерживать температуру постоянной, на это уйдут сотни миллионов лет. Чтобы компенсировать эффект 1% увеличения светимости Солнца, нужно отвести Землю на 0,5% расстояния от Солнца; чтобы компенсировать увеличение в 20% (то есть за 2 миллиарда лет), нужно отвести Землю на 9,5% дальше. Земля будет уже не в 149 600 000 км от Солнца, а в 164 000 000 км.

Расстояние от Земли до Солнца не сильно изменилось за последние 4,5 миллиарда лет. Но если Солнце будет нагреваться и мы не хотим, чтобы Земля поджарилась окончательно, нам придется серьезно рассмотреть возможность миграции планеты.

На это нужно много энергии! Сдвинуть Землю — все ее шесть септиллионов килограммов (6 х 1024) — подальше от Солнца — значит существенно изменить наши орбитальные параметры. Если мы отведем планету от Солнца на 164 000 000 км, будут заметны очевидные различия:

  • Земля будет совершать оборот вокруг Солнца на 14,6% дольше
  • для поддержания стабильной орбиты, наша орбитальная скорость должна упасть с 30 км/с до 28,5 км/с
  • если период вращения Земли останется прежним (24 часа), в году будет не 365, а 418 дней
  • Солнце будет намного меньше в небе — на 10% — а приливы, вызванные Солнцем, будут слабее на несколько сантиметров

Если Солнце раздуется в размерах, а Земля отдалится от него, два этих эффекта не совсем компенсируются; Солнце будет казаться меньше с Земли

Но для того, чтобы вывести Землю так далеко, нам нужно произвести очень большие энергетические изменения: нам нужно будет изменить гравитационную потенциальную энергию системы Солнце — Земля. Даже принимая во внимание все остальные факторы, включая замедление движения Земли вокруг Солнца, нам придется изменить орбитальную энергию Земли на 4,7 х 1035 джоулей, что эквивалентно 1,3 х 1020 тераватт-часов: в 1015 раз больше ежегодных затрат энергии, которые несет человечество. Можно было бы подумать, что через два миллиарда лет они будут другими, так и есть, но не сильно. Нам понадобится в 500 000 раз больше энергии, чем человечество генерирует сегодня во всем мире, и все это уйдет на передвижение Земли в безопасное место.

Скорость, с которой планеты обращаются вокруг Солнца, зависит от их расстояния до Солнца. Медленная миграция Земли на 9,5% расстояния не нарушит орбиты других планет.

Технологии — это не самый сложный вопрос. Сложный вопрос куда более фундаментальный: как мы получим всю эту энергию? В реальности есть только одно место, которое удовлетворит наши потребности: это само Солнце. В настоящее время Земля получает около 1500 Вт энергии на квадратный метр от Солнца. Чтобы получить достаточную мощность для миграции Земли за нужный промежуток времени, нам придется построить массив (в космосе), который соберет 4,7 х 1035 джоулей энергии, равномерно, за 2 миллиарда лет. Это значит, что нам нужен массив площадью 5 х 1015 квадратных метров (и 100% эффективностью), что эквивалентно всей площади десяти планет, как наша.

Концепция космической солнечной энергии разрабатывается уже давно, но никто пока не представлял себе массив солнечных элементов размером в 5 миллиардов квадратных километров.

Поэтому чтобы перевезти Землю на безопасную орбиту подальше, понадобится солнечная панель в 5 миллиардов квадратных километров 100-процентной эффективности, вся энергия которой будет уходить на выталкивание Земли на другую орбиту в течение 2 миллиардов лет. Возможно ли это физически? Абсолютно. С современными технологиями? Вообще никак. Возможно ли это практически? С тем, что мы знаем сейчас, почти наверняка нет. Перетащить целую планету сложно по двум причинам: во-первых, из-за силы гравитационного притяжения Солнца и из-за массивности Земли. Но мы имеем именно такое Солнце и такую Землю, а Солнце будет нагреваться вне зависимости от наших деяний. Пока мы не придумаем, как собрать и использовать такое количество энергии, нам будут нужны другие стратегии.

Источник: medium.com

Можно ли спасти Землю, передвинув ее подальше от Солнца?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

26 комментариев

  1. stalkerybr

    Не понял, объясните, как период вращения влияет на сидерический период?

  2. bilif

    Рассеиватель (поглащатель) энергии в точке Лагранжа - назвали решение, бросили и пошли "растекаться мыслию по древу"...

    • designer_andrew

      Согласен. Самое очевидное решение, и технически уже почти доступно, вопрос лишь в количестве времени, его потребуется много.

  3. konstahnten

    Интересно Слово НУБ по передвиганию планеты ниочем не говорит (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  4. horizont3

    Зонтит надо , проще поставить зеркало или что то подобное заодно можно и солнечные панели на ней поставить , убиваем 2 зайцев прикрываем часть солнца а электричество в подарок , можно даже обитаемые модули там поставить и использовать для наблюдений например , как промежуточную базу для запуска апаратов к сатурну и юпитеру . (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. Thir133nth

    Это несомненно очень важная проблема, особенно учитывая, что человечество может само себя угробить в течении сотни-другой лет, в случае ядерной войны и прочего, или просто получить нормальный такой астероид в бок... А в этой статье проблемы начнутся почти завтра, всего через миллиард лет... ;-) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Thir133nth

      Кстати да, мне интересно, автор как вообще, понимает значение слова миллиард? Представляет себе это количество времени? Может им оперировать? Особенно учитывая что человечество активно развивает технологии не более ста лет... Что будет еще через 100 лет? Через тысячу-две... Через миллион... А он говорит про миллиард... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • SERG__ZV

        Да уж это такое огромное количество времени эти события так далеко что нам не нужно о них беспокоиться. А наши предки тоже не будут беспокоиться. Так как мы либо вымрем как вид либо будем настолько развиты что передвигание планет и солнечных систем для нас будел либо очень легко либо вообще не нужно так как заселим всю галактику и плевать мы хотели на одну планету.

  6. Baksov

    "Можно ли спасти Землю, передвинув ее подальше от Солнца?"
    Можно, но не нужно.

  7. Shadow006

    Мне даже страшно представить какими должны быть технологии через миллиард лет, и будут ли те существа, или правильнее сказать сущности, которые доживут до тех времен, может им вообще будет все похуй и сделать то, что сейчас даже представить нельзя для них будет как для нас зубы почистить.

  8. Shadow006

    Я думаю для существ(или точнее сущностей) в которых превратятся люди через миллиард лет, если доживут, это будет даже не проблема, а как два пальца об асфальт.

    • SERG__ZV

      Вы понимаете как это глупо? Садиться такой человек и бьёт об асвальт двумя пальцами? Зачем? Он что надееться его пробить? Правильно поговорка звучит как два пальца обоссать. Потому что любому мужику который в туалете свой член держит обоссать два пальца также легко как гм... Ну вы поняли... И да это мужская поговорка.. Только кому то послышалось два пальца об асвальт и он других научил неправльно её произносить...

      • designer_andrew

        Стадность. Не только в этой поговорке. Многие всерьёз считают, что поговорка "на вкус и цвет - все фломастеры разные" действительно именно так по-дебильному звучит. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

      • mortale

        Не "асвальт",а " асфальт")))))) Не один ты такой умник))))))

  9. vyshny

    смысл этим голову забивать? кто то надеется жить вечно? или подумывает,через какое то время,еще пожить?

    • Sirius-A

      а дети ?

    • designer_andrew

      Когда-то этим надо заниматься, и если это произойдет не скоро, то не значит, что надо дожидаться до последнего. Возможно строить еще рано, но концепцию прорабатывать можно и сегодня.

  10. uran

    Не проще ли к тому времени развиться так, что можно будет выбирать планету для переселения? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  11. dawson.white

    За этот миллиард лет люди ещё несколько раз вымрут и зародятся вновь, создавая разные цивилизации. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  12. uran

    Дайте мне точку опоры и я сдвину Землю (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  13. botan

    Простите. У меня вопрос соль (любая) застовляет нитрино - солнечную энергию тормозить? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  14. ponchic

    А не проще между солнцем и землей установить антигравитационные генераторы?

  15. Aladdin

    главное что появилась новая проблема,теперь можно в Сколково открыть какую-нить контору для решения этого вопроса ессно с хорошим финансированием из госбюджета....сами же понимаете -- бабки с неба не упадут пока что-нить не придумаешь)))

  16. Intelligence

    Когда в доме престарелых узнали, что солнце погаснет через 10 миллиардов лет, начался переполох! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.