Nun, bis jetzt haben wir es auf der Erde ziemlich gut gemacht. Seit sich unsere Sonne vor 4,5 Milliarden Jahren gebildet hat, unsere Proto-Erde sich im inneren Sonnensystem dahinter gebildet hat und die Kombination aus Anfangsbedingungen und spätem schwerem Bombardement unsere ersten Ozeane und Atmosphäre hervorgebracht hat, fühlen wir uns hier recht wohl. Seit mehr als vier Milliarden Jahren scheint die Sonne ständig und das Leben blüht. Aber es wird nicht ewig dauern. Eines Tages wird der Sonne der Treibstoff ausgehen, was zu unserem Tod führen wird.
Eine interessante Frage stellt sich …
Geht die Kernenergie der Sonne zurück oder bleibt sie stabil? Wie lange können wir auf der Erde überleben, wenn das "nukleare Potenzial" der Sonne langsam ausbrennt?
Unter der Annahme, dass keine Katastrophen durch die Erde selbst verursacht werden (zum Beispiel ein Supervulkan, der den gesamten Planeten bedeckt oder die Biosphäre zerstört) oder das Universum (ein sterilisierender Gammastrahlenausbruch oder eine nahegelegene Supernova-Explosion), wird die Sonne eines Tages alles Leben auf der Erde zerstören.
Sie sehen, Sterne wie unsere Sonne leben von der Kernfusion: indem sie das leichteste und am häufigsten vorkommende Element im Universum (Wasserstoff) in einer Kettenreaktion mit dem zweitleichtesten und am häufigsten vorkommenden Element (Helium) verschmelzen. Die Kettenreaktionen, durch die die Sonne den größten Teil ihrer Energie erhält, umfassen:
- die Fusion zweier Protonen zusammen mit der Bildung von Deuterium, einem Positron (das mit einem Elektron vernichtet und hochenergetische Photonen erzeugt), Neutrinos und freier Energie;
- dann die Fusion von Deuterium mit einem Proton unter Bildung von Helium-3, einem hochenergetischen Photon und freier Energie;
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- und dann die Fusion von zwei Helium-3-Kernen zusammen mit der Bildung von Helium-4, zwei freien Protonen und noch mehr freier Energie.
Es ist die häufigste Energiequelle der Sonne, bei der bei dieser Reaktion nach Einsteins Formel E = mc2 insgesamt 0,7% der ursprünglichen Masse von vier Protonen in Energie umgewandelt werden. Jede Sekunde synthetisieren 4 x 1038 Protonen Helium-4 und setzen dabei konstant etwa 4 x 1026 Watt Energie frei.
Die Sonne ist riesig und massiv und besteht aus etwa 1057 Partikeln. Aber egal wie groß diese Zahl ist, die Gesamtmenge an Solarkraftstoff ist begrenzt, und geben Sie ihm Zeit - es wird ausgehen. Ein noch dringlicheres Problem ist, dass Wasserstoff nur im Kern der Sonne schmilzt, wo die Temperatur am höchsten ist. Die ersten Protonen werden erst synthetisiert, wenn Sie mehr als die Hälfte des Sonnenzentrums zurücklegen und eine Temperatur von 4 Millionen Grad Celsius feststellen. Und nur im tiefsten Teil der Sonne, wo die Temperatur 10 Millionen (oder sogar 15 Millionen) Grad erreicht, werden 99% der Sonnenenergie erzeugt.
Dies bedeutet, dass im Laufe der Zeit in den tiefsten Tiefen der Sonne der Kraftstoff schneller ausgeht, da dort Wasserstoff zu Helium verbrennt. Sie könnten denken, dass die Sonne mit der Zeit dunkler wird, da der Brennstoff für ihre Wärme ausbrennt. Wenn solche Reaktionen nicht im Kern auftreten, beginnt sie sich zusammenzuziehen, und die Gravitationskompression setzt noch mehr Energie frei, was zu einem Anstieg der Innentemperatur führt. Die Synthese beginnt schneller und breiter zu fließen. Es stellt sich heraus, dass mit der Zeit die Ausgangsenergie der Sonne zunimmt. Tatsächlich geschieht dies seit über vier Milliarden Jahren.
Als unsere Sonne ein junger Stern war, brannte sie bei 75-80% ihrer aktuellen Helligkeit. Dank der Flora, Fauna, des Ozeans und der Atmosphäre auf unserem Planeten konnten wir uns an diesen stetigen Temperaturanstieg anpassen. Aber jeder hat eine Grenze: Irgendwann wird die Leuchtkraft der Sonne so stark zunehmen, dass die Erde in ihrer gegenwärtigen Entfernung von der Sonne so heiß wird, dass die Ozeane kochen. Wenn dies geschieht, wird unser Planet das Schicksal der Venus erleiden - eine dicke Wolkenschicht wird es umhüllen - und das Leben wird aufhören zu existieren.
Es ist möglich, dass einige Lebensformen lernen, in den oberen Schichten der Wolken zu überleben. Es ist auch durchaus möglich, dass die Menschheit herausfinden kann, wie sie unter solchen Bedingungen überleben kann. Dies wird jedoch lange bevor der Kern der Sonne keinen Wasserstoff mehr hat. Für 5-7 Milliarden Jahre wird unsere Sonne die folgenden Phasen durchlaufen:
- Wasserstoff wird im Kern ausgehen;
- Die Sonne wird sich zu einem sehr hellen Stern entwickeln, während Wasserstoff in einer Hülle um den Kern brennt.
- Wenn die Temperatur eine kritische Grenze erreicht, wird Helium im Kern synthetisiert.
- Die Sonne wird sich zu einem echten roten Riesen ausdehnen.
- und wird sterben und seine äußeren Schichten in einen planetarischen Nebel ausblasen - und der Kern wird auf den Zustand eines weißen Zwergs schrumpfen.
Aber nach ein bis zwei Milliarden Jahren (nach den meisten Schätzungen) wird die Sonne heiß genug sein, um die Ozeane zu verdampfen. Bis dahin müssen wir uns ein neues Zuhause suchen. Letztendlich wird nur diese globale Erwärmung Sinn machen.
ILYA KHEL
