Что грозит планете из космоса?

Изображение с сайта pixabay.com
Изображение с сайта pixabay.com
Максим Борисов

Человек, конечно, смертен (или даже «внезапно смертен»). Однако и человечество в целом не бессмертно. И это факт: в далеком прошлом жизнь на нашей планете неоднократно либо висела на волоске, либо прерывалась вовсе. В будущем ей тоже грозят вполне реальные катастрофы. И если природные катаклизмы на самой Земле в основном локальны и всеобщей гибелью не грозят, да и само себя человечество без остатка вряд ли уничтожит ядерным оружием (разве что сильно деградирует после термоядерной войны), то из космоса может прийти такое, что действительно принесет всеобщую погибель.

Астероиды

Самый ходовой сценарий всеобщего апокалипсиса — это, безусловно, падение на Землю крупных астероидов и комет. О том, что такие события довольно вероятны, да еще и «внезапны» даже в эпоху тотального мониторинга окружающего космического пространства, напоминают яркие крупные болиды, попадающие в объективы видеорегистраторов. Самое громкое событие такого рода (во всех смыслах) произошло 15 февраля 2013 года в районе Челябинска. 20-метровый обломок массой 13 тыс. тонн привел к реальным разрушениям и ранениям среди населения на весьма обширной территории. Пострадало более тысячи человек, во многих зданиях были выбиты окна, взрывная волна разрушила хлипкие конструкции и дважды обогнула всю Землю. Спустя какое-то время обломки метеорита общей массой 654 кг извлекли из озера Чебаркуль.

Астероиды размером до 100 м несут лишь локальные разрушения и не грозят глобальными катастрофами. Более крупные объекты обычно отслеживаются современными службами мониторинга, системами роботов-телескопов, обшаривающих небо в поисках околоземных объектов, так что атака вряд ли будет совсем уж внезапной. Можно будет по крайней мере провести срочную эвакуацию из опасного региона. Гораздо бо́льшую опасность несут астероиды километрового размера. Попадая в океан (который занимает свыше 70% поверхности земного шара), такие объекты способны породить разрушительные цунами на побережье, а попав в места разломов литосферных плит — спровоцировать по-настоящему катастрофические землетрясения. Впрочем, о всеобщей гибели и здесь речи не идет.

Опасность для всей жизни на планете представляют 10-километровые астероиды. Самый известный (но далеко не самый крупный) древний ударный кратер диаметром около 180 км на полуострове образован именно таким астероидом, обвиняемым в гибели динозавров 65 млн лет назад1. В пользу импактной теории гибели динозавров (и многих других таксонов) говорит аномальная концентрация иридия в соответствующем геологическом слое, которая в 15 раз превышает обычную. В конце 1970-х годах на это обстоятельство обратили внимание физик и его сын геолог . Предполагается, что этот редкий для Земли иридий имеет внеземное происхождение.

Последствием падения 10-километрового астероида стало выделение энергии, в миллионы раз превосходящей энергию взрывов мощнейших термоядерных бомб. Это должно было вызвать 50- и 100-метровые цунами, вторгшиеся далеко вглубь материков, пожары по всему миру, выбросы пепла и угарного газа в атмосферу, на долгие годы закрывшие поверхность планеты от прямых солнечных лучей, наконец вулканическую активность. Сера, выделившаяся в результате катастрофы, могла привести к обильному образованию облаков из серной кислоты, которые не только затмевали , но и изливались кислотными дождями.

Со стороны палеонтологов, правда, раздается критика импактной теории, поскольку, согласно тем же геологическим летописям, динозавров не была одномоментной, она растянулась, возможно, на 5 млн лет, однако в любом случае масштабное катастрофическое явление не могло не воздействовать на всю биосферу планеты, послужив своего рода спусковым крючком произошедших глобальных изменений. К тому же на Землю в тот период мог упасть не один, а сразу несколько астероидов.

На нашей планете встречаются еще более древние и более крупные ударные кратеры, например в Канаде и в ЮАР (250–300 км), а также, возможно, кратер в Антарктиде диаметром 500 км. Этот кратер мог быть образован астероидом, в шесть раз превышающим размер того, что упал в районе полуострова Юкатан. Есть предположение, что этот древний послужил причиной пермско-триасового вымирания, случившегося около 250 млн лет назад (хотя, опять же, называют и другие причины, и эта не считается доминирующей). По некоторым оценкам (сделанным на основе наблюдений за Солнечной системой), астероиды размером свыше 10 км должны падать на Землю примерно раз в 100 млн лет.

Самое катастрофическое из такого рода событий, возможно, случилось на ранней стадии существования Солнечной системы, когда с Протоземлей столкнулась протопланета размером с  (ее называют Тейя). В результате этого столкновения большая часть Тейи и часть земной мантии «выплескнулись» на околоземную орбиту и образовали Протолуну. Эта стандартная на сегодняшний день теория возникновения Луны возникла тоже в конце 1970-х, после изучения доставленного на Землю лунного грунта — реголита. Впрочем, сейчас всё больше ученых (особенно среди геохимиков) сомневаются в теории подобного мегаудара (и возможно, мы еще посвятим ближайшие номера ТрВ-Наука обсуждению этой темы). Разумеется, в подобных катаклизмах вряд ли кто-то мог выжить, однако речь в этом случае идет всё же о начальных, безжизненных этапах формирования планет, что вряд ли повторится. Соответствующий геологический эон получил название гадей, или катархей. Тем не менее, столкновения с астероидами, подобными «убийце динозавров», происходят сравнительно часто по геологическим меркам и, безусловно, грозят нам и в будущем.

Можно ли защититься от астероидов? Уже сейчас специалисты способны отследить и предсказать появление многих опасных непрошеных гостей в наших окрестностях. В новостях то и дело всплывают пугающие сообщения, однако при более тщательных наблюдениях и расчетах оказывается, что непосредственная опасность нам не грозит, и крупный астероид проходит мимо. Так, немало страхов вызвал астероид , открытый в 2004 году в обсерватории Китт-Пик в Аризоне и названный годом спустя в честь древнеегипетского змея Апопа. Апофис — это Апоп в древнегреческом произношении (Апоп пытается уничтожить Солнце-Ра во время его ночных скитаний по подземному миру). После громкого сближения этого 300-метрового астероида с Землей в 2013 году вероятность его столкновения с нами в 2029 году была исключена, а при приближении в 2036 году остается чрезвычайно маловероятной, но не нулевой.

Мысль о возможности внезапной гибели всего человечества из-за пока еще не обнаруженного астероида беспокоит многих землян, это отражается не только в фантастических книгах и фильмах, но и в заявлениях правительств, обещающих подумать над проектами по защите Земли от астероидов. Астероиды предполагается взрывать водородными бомбами в надежде на то, что более мелкие обломки сгорят в атмосфере, сталкивать их с опасного курса реактивными двигателями либо выкрашивая в другой цвет (чтобы они сместились под воздействием солнечных лучей). Есть мысль заранее запастись небольшими астероидами на околоземной орбите для того, чтобы столкнуть их в нужный момент с угрожающими пришельцами. Но в любом случае астероид-убийцу нужно будет обнаружить задолго до столкновения, а значит, важнейшим делом остается создание и поддержание надежных служб мониторинга.

Орбиту даже относительно крупного объекта можно постепенно изменить, если оказывать воздействие в течение длительного времени. Еще можно разыграть своего рода «космический бильярд», начав первоначально с относительно мелких обломков, которые столкнут с пути более крупные и так далее, подействовав в конце этой комбинации на опасного «монстра». Но подобный расчет должен быть поистине ювелирным, а время для поиска вариантов и подготовки — достаточно большим. (Заметим в скобках, что подобные схемы могут оказаться, наоборот, скрытным и чрезвычайно подлым оружием.)

Для борьбы с кометами, состоящими в основном изо льда, можно применить и другие методы: растапливать лед бомбами или путем окрашивания в черный цвет. Напомним, что знаменитый Тунгусский феномен, случившийся 17 (30) июня 1908 года, чаще всего объясняют именно кометным происхождением тела, взорвавшегося над Сибирью и полностью рассеявшегося в атмосфере, не оставив заметных обломков.

Нельзя не согласиться с Илоном Маском и другими энтузиастами освоения космоса: человечеству слишком рискованно оставаться на одной-единственной планете, это всё равно, что класть яйца в одну корзину. В нашей Солнечной системе нужно думать об организации колоний на Марсе, Титане и (что важнее всего) в открытом космосе, чтобы жизнь не угасла после гибели одной-единственной планеты. Еще правильнее задумываться о колонизации других звездных систем.

и 

Для того, чтобы серьезно навредить живым организмам на Земле, не потребуются миллионы водородных бомб. Чрезвычайную опасность несут новые вирусы и бактерии, неизбежные мутации микроорганизмов. Есть сценарии (правда, сразу предупредим: довольно спорные и фантастичные), согласно которым небольшие залетные кометы способны содержать в себе споры чрезвычайно агрессивной инопланетной жизни. Гипотеза панспермии — возможности переноса живых организмов-экстремофилов или их зародышей через космическое пространство — базируется не только на многочисленных фантастических романах и фильмах, но и на вполне серьезных научных работах Фреда Хойла и Чандры Викрамасингхе. Согласно последнему, периодически испытывает нашествие новых форм жизни, в верхних слоях атмосферы можно обнаружить инопланетные споры, и многие эпидемии или даже вымирания вполне можно объяснить подобными вторжениями. Как довод в пользу необычайной живучести некоторых организмов можно привести находки живых бактерий на корпусе МКС, однако по поводу столь частого вторжения к нам инопланетных пришельцев большинство ученых всё же испытывает изрядный скепсис. Да и чрезвычайная болезнетворность инопланетян сомнительна. Ведь свое «оружие» живые организмы оттачивают в ходе длительной коэволюции, оно, как правило, узконаправленного действия и не универсально. С большой вероятностью , даже появись такие, не найдут здесь у нас подходящей пищи и быстро вымрут.

Еще один невидимый, но чрезвычайно опасный объект, который может попасть к нам из космоса, — это так называемые стра́пельки («странные капельки» — эта калька с английского strangelet была предложена в 2005 году Сергеем Поповым). Гипотетические фрагменты «странной материи», образовавшиеся, например, в ранней Вселенной, в нейтронных и кварковых звездах, в столкновениях космических лучей, «разбрызгиваются» затем по космосу. В отличие от обычной материи, состоящей из протонов и нейтронов, которые в свою очередь составлены из самых легких «верхних» и «нижних» кварков (u- и d-кварков), «странная материя» содержит еще и «странные» s-кварки. И это, кстати, один из кандидатов на скрытую «темную материю».

Согласно некоторым экзотичным гипотезам, достаточно большие «странные ядра», состоящие из примерно равного количества верхних, нижних и странных кварков, могут обретать устойчивость, достигать макроскопических размеров и путешествовать по космосу. Тонкость в том, что взаимодействие такой страпельки с ядрами обычных атомов может вызывать их превращение в такую же «странную материю» с выделением большого количества энергии, в результате чего запускается цепной процесс, обращающий в подобие нейтронных звезд любые встретившиеся им на пути и планеты, не исключая Солнце и Землю. О возможности рождения и размножения страпелек некоторые паникеры вспомнили перед запуском Большого адронного коллайдера, однако страпельки могут появляться и в «естественных» условиях.

Впрочем, если устойчивые страпельки и существуют, то они могут составлять лишь ничтожную долю от обычной материи — менее 10–16 — и не обладать способностью к «размножению».

Изображение с сайта pixabay.com
Изображение с сайта pixabay.com

Подобраться к нашей Земле или Солнцу внезапно могут и микроскопические черные дыры, свободно путешествующие по космосу. Это могут быть исконные черные дыры, появившиеся вскоре после Большого взрыва, и дыры, рождающиеся в столкновениях космических лучей. Такая дыра, движущаяся с огромной скоростью, может в принципе даже и не повредить нашей планете, если пронзит ее насквозь и улетит восвояси, а вот с «обычной» черной дырой или любым другим крупным компактным объектом вроде нейтронной звезды или белого карлика такой фокус не пройдет.

Впрочем, «обычные» черные дыры звездной массы, возникающие при коллапсе массивных звезд, вряд ли могут появиться совершенно внезапно, несмотря на свою невидимость. Хотя двигаться они могут довольно быстро, получив первоначальный толчок при излучении гравитационных волн, но в случае появления в наших окрестностях заранее проявят себя искажением картины окружающего космоса. Ну и вблизи такой черной дыры будут действовать мощнейшие приливные силы, истирающие все объекты в газ, излучающий в рентгеновском диапазоне.

Интересно, что при приближении к горизонту событий сверхмассивной черной дыры разрывающих всё и вся приливных сил может даже не возникнуть, поскольку они обратно пропорциональны квадрату массы. Сверхмассивные черные дыры чаще всего содержатся в центрах галактик, входят в состав квазаров, ярко светящихся за счет своих аккреционных дисков. В этих дисках содержится вещество, постепенно поглощаемое черной дырой и излучающее от взаимного трения. Разумеется, исключить встречу с массивной черной дырой или другим компактным объектом в далеком будущем нельзя, и встреча эта ничем хорошим не закончится, однако плотность окружающего нас звездного населения столь мала, что не стоит ждать этого события с минуты на минуту.

Гамма-всплески

Вероятно, вполне реальную опасность представляют и гамма-всплески — масштабные выбросы энергии в разных диапазонах, вплоть до наиболее жесткой части электромагнитного спектра. Это самые мощные взрывы во Вселенной, в процессе которых за секунды может излучаться энергия, эквивалентная той, которую Солнце излучало бы всю свою жизнь (10 млрд лет). Сейчас гамма-всплески регистрируются практически ежедневно, светят они нам с расстояния в миллиарды лет — практически с самого края видимой Вселенной, и если такой всплеск случится в нашей собственной Галактике, то Земля окажется стерилизована. И не исключено, что такое когда-то уже происходило.

может порождать, например, массивной звезды на финальной стадии эволюции (когда выгорает «ядерное горючее»), она сжимается, превращаясь либо в черную дыру, либо в нейтронную звезду. Кроме того, гамма-всплески могут быть результатом слияния пары нейтронных звезд.

Сложность (или спасение) в том, что нам известно множество «исторических» (зафиксированных в летописях) вспышек достаточно близких сверхновых с соответствующими остатками, однако вымирать наши предки при этом не торопились. Значит, в случае гамма-всплесков речь идет не просто о вспышках сверхновых того или иного рода, а о сравнительно узких пучках излучения, под которые нужно еще умудриться попасть (вероятность этого довольно мала). И тогда сравнительно рядовое для прочей Вселенной событие может стоить жизни нашей планеты. Это своего рода космическая рулетка, где смерть не только внезапна, но и практически мгновенна. Во всяком случае, для половины «шарика», попавшего под жесткое излучение.

Вспышки на Солнце

Не стоит думать, что собственное светило, в отличие от сверхновых, не в силах принести нам никаких существенных бед. Да, оно светит нам в течение уже 4,5 млрд лет, собирается прожить еще столько же, причем едва ли не миллиард лет у нас остается до того, как Солнце начнет необратимым образом разогреваться. Тем не менее, у него есть свои циклы солнечной активности, времена переполюсовки магнитных полюсов, прочие сложные процессы, во время которых не только меняется его активность, портится «космическая погода», но и случаются корональные выбросы массы, в результате которых плазма из солнечной короны может достигать окрестностей Земли и воздействовать на ее магнитосферу. «Событие Кэррингтона» — мощнейшая за всю историю наблюдений геомагнитная буря, разразившаяся в сентябре 1859 года, — показало, что и от спокойной звезды можно ждать подвоха. По мере же старения Солнца можно ждать новых неожиданностей. Не исключено, что у нас и нет этих спокойных сотен миллионов лет…

Космические облака

Прохождение Солнечной системой в далеком прошлом плотных облаков межзвездной пыли и газов ранее считалось одной из самых вероятных версий гибели динозавров (да и прочих вымираний подобного рода). Сейчас популярность подобных гипотез снизилась.

Квантовый распад вакуума2

В квантовой теории поля под вакуумом подразумевают энергетически выгодное состояние поля (нахождение в самом нижней точке потенциальной ямы). Несколько лет назад на Большом адронном коллайдере удалось подтвердить существование бозона Хиггса и соответственно поля Хиггса. Тонкость в том, что каких-либо иных частиц большей энергии и «новой физики» до сих пор не принес. При этом вычисления показывают, что помимо нашего устойчивого состояния вакуума имеется еще одно, соответствующее более низкой энергии, стало быть, еще более устойчивое состояние, так называемый истинный вакуум, отделенный от нас ныне почти непреодолимым барьером. Всё бы хорошо, однако теоретически возможно, что где-то во Вселенной это второе состояние истинного вакуума однажды реализуется (например, в ходе какого-то инопланетного эксперимента, как в повести Грега Игана «Лестница Шильда»), и тогда он образует стремительно расширяющийся (с околосветовой скоростью) пузырь, который в конце концов поглотит всю прочую Вселенную. Чем-то это напоминает кипение перегретой жидкости. При перестройке, «сломе» вакуума будет выделяться дополнительная энергия, запасенная в нашем, «ложном» вакууме, весь прежний мир будет разорван, и на его месте возникнет мир чрезвычайно тяжелых частиц.

Насколько реалистичен этот сценарий? Прежде всего нужно отметить, что самопроизвольное «туннелирование» из нашего вакуума в «истинный» имеет чрезвычайно небольшую вероятность и может реализоваться даже не через десятки миллиардов, а спустя свыше 1050 лет. К тому же любая «новая », которую всё же найдут рано или поздно почти неизбежно, обесценит текущие расчеты с двумя минимумами. Впрочем, каковы будут перспективы «истинного вакуума» в свете новых открытий, никто сейчас, естественно, не знает. Так что ситуация может выглядеть как безопаснее, чем сейчас, так и, напротив, гораздо более угрожающей…

Максим Борисов


1 См. дискуссию в ТрВ-Наука №№ 324325.

2 См. лекцию Валерия Рубакова (1:29) — youtube.com/watch?v=yi87VJobUFQ&t=4674s. Или еще у Игоря Иванова — elementy.ru/problems/546/Raspad_nestabilnogo_vakuuma
elementy.ru/LHC/novosti_BAK/431980

Экспедиция в реальность

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
6 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Михаил
14 дней(-я) назад

«менее 10–16», «спустя свыше 1050 лет». Надо бы усовершенствовать процесс набора — или корректора нанять.:) 

Последняя редакция 14 дней(-я) назад от Михаил
Максим Борисов
Максим Борисов
14 дней(-я) назад
В ответ на:  Михаил

Где это нашли? Давно поправлено (вчера). И в PDF и на бумаге норм

Михаил
14 дней(-я) назад
В ответ на:  Максим Борисов

Открыл с утра эту страницу — и нашел.:)

Максим Борисов
Максим Борисов
14 дней(-я) назад
В ответ на:  Михаил

может в кэше где оставалось, в 3 часа поправлено

Дмитрий
Дмитрий
3 дней(-я) назад

ведества комет содержать сильные яды — соединения цианидов. Они в основном сгорают при пролете атмосферы, но все бывает.
Камни, кометы из космоса опасны тем, что они могут быть из антивещества.
Тогда скала в 20 метров уничтижит все живое на Земле.
Главную опасность для человечества представляет глобальное оледенение, которое будет через 100 000 лет. Канада и Россия все исчезнует под слоем километрового льда, ледниками со своими ракетами и бомбами. Так говорят ученые.

И бесконечное размножение людей. Им просто не хватит кислорода.
Подсчитайте на сколько миллиардов людей и на сколько заводов хватит кислорода.
Если не верите, то съездите в Индию,самую грязную страну мира- так будет выглядеть Земля в будущем. Очень грязые реки.Нехватка питевой воды.

Последняя редакция 3 дней(-я) назад от Дмитрий
Максим Борисов
Максим Борисов
3 дней(-я) назад
В ответ на:  Дмитрий

Экология, нехватка ресурсов, перенаселение — это крайне удручающе и опасно, но не приводит к одномоментной гибели всего живого (по условиям темы). Есть время что-то пытаться предпринять или в крайнем случае «просто» деградировать или приучить к ограничениям тоталитарными методами… А так вот негатива чем-либо грозящего можно много всякого накидать…

Вообще «интересный» вопрос, с какого состояния может еще перезапуститься жизнь на Земле, чтобы развиться до разумного состояния за оставшиеся миллиарды (миллиард) лет? Кажется, наличие хоть какой-то «настоящей» многоклеточной жизни вкупе с остаточным вулканизмом уже сокращает новый цикл эволюции до сотен миллионов, а то и меньшего количества лет. Разумные до технологической цивилизации добираются за десятки тысячелетий (т.е. стремительно). Так что вопрос восстановления цивилизации в оптимистичном случае — это всего лишь вопрос сохранения генофонда (при всех известных опасениях исчерпания легкодоступных ресурсов)…

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (3 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: