1. ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ Уважному людині навіть недовга прогулянка по лісі багато розповість.Як проходить...
2. ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ
3. ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ
4. ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ

ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ Уважному людині навіть недовга прогулянка по лісі багато розповість.Як проходить життя дерев - від ледь проклюнулися із землі паростка до пишно розкинулася зеленої крони і до останніх днів уже похиленого, Погризені дуплами лісового старця.Спостерігаючи багато років за великим достатком зірок, таких різних за яскравістю, кольором, по розташуванню на небосхилі і їх віддаленості від Землі, астрономи (особливо за останні одне-два століття) зуміли зрозуміти, визначити і виділити серед них зовсім молоді світила, які досягли зрілості, і ті, чий шлях вже добігає кінця.Можуть навіть сказати, яким саме буде кінець тієї чи іншої зірки.Німецький науково-популярний журнал "Більд дер Віссеншафт" в одному з останніх номерів минулого року опублікував кілька статей, присвячених старінню Сонячної системи.Але, мабуть, найцікавіше в них - розповідь про деяких проектах порятунку життя, яка зародилася мільйони років тому на планеті Земля."Наука і життя" пропонує реферат цієї добірки, ідеї якої здаються занадто фантастичними.Однак сучасна астрономія і астрофізика розташовують настільки великим запасом фактів і теорій про розвиток Всесвіту, що це дозволяє їм будувати навіть такі "божевільні" гіпотези.Ми не наводимо імена всіх астрономів і астрофізиків, які досліджують на основі новітніх досягнень майбутнє Сонячної системи і прилеглого до неї космічного простору, - їх більше двох десятків.Названо лише автори трьох проектів продовження життя нашої планети.

На малюнку показано, як розширюється Сонце захоплює Землю.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Так може виглядати розширення Сонця на тлі найближчій частині його планетної системи.

Деякі етапи життя Сонця за 12,4 мільярда років.

З плином часу зростає кількість енергії, випромінюваної Сонцем.

Один з проектів продовження життя Сонячної системи. Для цього Сонце повинне бути зменшене за допомогою прискорювачів іонів, які будуть 'здувати' сонячну матерію й переносити її в космос.

<

>

Життєпис СОНЦЯ ЗА 12,4 МІЛЬЯРДИ РОКІВ

Нашу зірку - Сонце - відносять до середніх або навіть малим за величиною, нічим не видатним небесних тіл. Ця зірка не прожила ще й половини терміну, відведеного їй природою, - від народження до смерті. Однак вона вже витратила майже половину водню, який в ядрі світила перетворюється в гелій, вивільняючи гігантську енергію. Замість 70,6 відсотка, які спочатку становив водень в масі сонячної речовини, тепер частка його впала до 36,3 відсотка.

Щомиті 600 тонн водню перетворюються в центральних областях Сонця в гелій. Відбувається це при температурі не нижче 15 мільйонів градусів. Приблизно 4,3 тонни стає променистою енергією, яка дає тепло і самому Сонцю, і всьому його планетному сімейства. Тиск в центральних областях світила протистоїть гравітаційним силам тяжкості його верхніх шарів. Ця постійна боротьба ядра і периферії - а тільки в центрі зірки завдяки високим тиском і температурою можливі процеси злиття атомних ядер - з плином часу приносить перемогу центральним силам. Обсяг, в якому відбувається ядерний синтез, постійно розширюється. Тому неухильно підвищується світність Сонця.

"Незабаром після того, як Сонце стало зіркою, - роблять висновок вчені, - його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні. У наступні 6,5 мільярда років світність нашої зірки буде неухильно зростати прямо пропорційно часу".

Коли ж в центрі Сонця затухнуть ядерні реакції синтезу, почнеться нова сутичка між центром і зовнішніми шарами зірки. "Вигорілий" водень, пишуть астрофізики, поступиться зовнішньому тиску, центр стиснеться. Але тоді підвищиться концентрація залишків ще не вступив в ядерну реакцію водню. Він розгориться "спекотніше", і центр знову розшириться. Зрештою Сонце в віці 7,5 мільярда років "роздується" і перейде в стадію червоного гіганта. Передбачається, що його діаметр перевершить діаметр нинішнього Сонця в 160 разів. В такому стані світило проживе кілька мільйонів років. Оболонка цієї кулі буде відносно тонкої і нагрітої лише на 3000 градусів - звідси і червоний колір зірки. Поверхневі шари порівняно швидко розсіються. У центрі ж залишиться дуже щільний шар, який стане ще розігріватися. При температурі 100 мільйонів градусів ядерні реакції подолають новий поріг: ядра гелію (отримані з водню) почнуть зливатися в ядра вуглецю. Гелій як паливо виділяє набагато більше енергії, ніж спалюється водень.

Сонце з червоного гіганта за короткий час перейде в стан білого карлика. За розмірами воно стане менше нинішнього Сонця в десяток разів, але по світності - в 40-50 разів більше. У такому вигляді наше світило проживе, можливо, близько 100 мільйонів років.

Але коли прийдуть до кінця запаси і водню і гелію, повториться бурхливе розширення світила - воно знову стане червоним гігантом. Зона горіння гелію переміститься ближче до периферії. Світило, в яке перетвориться Сонце, втратить стабільність: почнуться окремі спалахи, що відбуваються від того, що в ядерну реакцію включаться не порушені раніше залишки гелію. Світність буде то різко зростати, то падати - таке показують спостереження за іншими зірками. В окремих випадках світність зірки зростає більш ніж в 5000 разів. Зазвичай це останній яскравий акт вмирання малих і середніх за розміром зірок. Потім починає посилюватися "сонячний вітер", тобто розбігання частинок зоряної оболонки. Пройдуть тисячі років - і від червоного гіганта залишиться лише маленьке гаряче ядро.

Приблизно 75 000 років наше світило знову буде в стадії білого карлика, який випромінює все слабше. Частина, що залишилася маса складе половину того, що Сонце має нині, його діаметр зменшиться до 80 000 кілометрів (замість нинішніх 1 391 980 кілометрів), а щільність речовини досягне двох мільйонів тонн в кожному кубічному сантиметрі. Вся історія нашого ласкавого, а часом і досить жорсткого Сонця, оспіваного шаманами, жерцями, поетами, займе 12,4 мільярда років.

ЧИ МОЖНА ЗАЛИШИТИСЯ В СІМ'Ї планет?

Всі згадані події в Сонячній системі віддалені від нас важко уявлені тимчасовими відстанями. Але масштаби майбутніх катастроф такі, що вчені вже зараз замислюються над тим, як врятувати людство.

Звичайно, можна припустити, що до настання цього драматичного часу люди переселяться на котрусь із придатних для життя планет в Чумацькому Шляху. Тільки навряд чи людство з легкістю покине колиска свого розуму і кине на невідворотну загибель Землю. Ось чому вже зараз народжуються ідеї, плани, як зберегти для людства його рідну планету.

Ще задовго до того, як роздулися Сонце буде палити земну кулю, почнуться різкі зміни клімату, їх не винесе велика частина живих організмів. Наша планета виявиться в положенні своєї сусідки - Венери, який вона нам нині представляється: млява, гаряча пустеля (приблизно 470оС), над якою висить суцільний потужний хмарний шар, що складається переважно з вуглекислого газу. Область, де зможуть існувати білкові тіла, сильно відсунеться до периферії нашої планетної системи.

Якщо світність Сонця збільшиться більш ніж в півтора рази, на Марсі встановляться температури, близькі до нинішніх земним. Люди могли б знайти там притулок, але тільки тимчасове: не виключено, що розширилася зовнішня оболонка Сонця трохи пізніше поглине і Марс.

У кращому становищі опиняться місяця великих планет. Товсті крижані панцири, що сковують зараз супутники Юпітера, розтануть і утворюють океани. А вода - одна з основних умов для життя. Правда, ми ще не знаємо, наскільки великі і надійні ці водні запаси.

У всякому разі, судячи з даних, отриманих з автоматичної міжпланетної станції "Галілей", є підстави вважати, що супутники Юпітера - Європа і Каллісто - утримують під крижаною кіркою воду.

Найбільший супутник Сатурна - Титан - теж може стати притулком для життя, хоча нині там панує холод: _180оС. І атмосфера на Титані, що складається зараз з азоту, утворює разом з різними вуглеводами щільні хмари, які поглинають 90 відсотків сонячного випромінювання. Якщо прибрати цей ковпак, який створює непрозорість атмосфери, то поверхню Титана отримає в 17 разів більше сонячної енергії, ніж сьогодні. А якщо ще додати дію парникового ефекту, то середню температуру Титана можна підняти на 80 градусів.

Цей супутник Сатурна ряд вчених розглядають як природну лабораторію, де можна побачити, вивчити, зрозуміти, якими були умови на Землі в найраніше час її існування. Біохімічний і будівельний матеріал на Титані безсумнівно є. За розрахунками вчених, у людства попереду ще близько 500 мільйонів років, відпущених природою на те, щоб оживити це небесне тіло, як раз на той час, коли Землі прийде час вмирати.

ПЛАНЕТУ можна відсунути від світла

Розігрів і розширення зовнішньої оболонки Сонця, ймовірно, приведуть до того, що найближчі до нього планети (може бути, тільки один Меркурій) будуть поглинені розпеченим речовиною, а сфера, в якій збережуться умови, придатні для життя, пересунеться на значно більшу відстань від світила .

Швейцарський фізик Мечислав Таубе, передбачаючи такий розвиток подій, задумався, чи можливо всю нашу планету пересунути на іншу, більш далеку від Сонця орбіту. І він ще в 1982 році прорахував можливість такої подорожі Землі. За його задумом, уздовж екватора слід побудувати 240 веж 20-кілометрової висоти, на вершинах яких розмістяться термоядерні реактивні двигуни. У момент, коли осі двигунів будуть спрямовані на центр сонячного диска і співпадуть з наміченої траєкторією віддалення від Сонця, двигуни включать, і реактивна сила почне штовхати планету геть від світила. Настільки велика висота для веж з двигунами потрібна, щоб струмені йшли в космос, а не гасли в атмосфері, інакше планета не зрушиться з місця.

Розрахунки швейцарського фізика показують, що кожен двигун повинен розвивати потужність 8,3.1017 ват. Ця енергія може бути отримана за рахунок реакції перетворення 2,4 тонни дейтерію в гелій. 15 000 тонн дейтерію повідомлять планеті рух, яке протягом одного мільярда років при безперервній попеременной роботі 240 двигунів дозволить Землі досягти орбіти Юпітера і стати одним з його супутників. Але для такої подорожі треба перетворити в реактивні струмені вісім відсотків маси всієї нашої планети, то є багато більше, ніж важить вода в Світовому океані. Чималу частину речовини доведеться ще запозичити у одній з найближчих планет, наприклад у Юпітера.

Однак і орбіта Юпітера, на якій може з цього надфантастичну проекту виявитися Земля, все ж не так далеко віддалена від червоного гіганта, щоб Земля не відчувала там згубного впливу його зовнішньої оболонки. Правда, автор проекту вважає, що часткове випаровування океанів Землі створить хмарність, здатну відбити зайве опромінення.

Йти від Сонця на ще більшу відстань, за підрахунками швейцарського астрофізика, немає сенсу. Тому що в стадії червоного гіганта Сонце пробуде всього кілька мільйонів років, а потім стане знову швидко стискатися, перетвориться на білого карлика і почне деградувати як джерело енергії. І тоді Землі, щоб отримувати достатню кількість тепла і світла, знадобиться орбіта менша, ніж зараз у Меркурія. Але при такому наближенні до світила сили тяжіння досить скоро зупинять обертання Землі навколо її осі. Планета буде повернена до Сонця завжди однією стороною. Значить, життя на Землі швидко загине: на нічній стороні - від темряви й холоду, а на освітленій - від спеки та згубного для всього живого ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, що йде від білого карлика.

Таким чином, проект М. Таубе не дає довготривалої перспективи.

Є інша ідея - створити штучне Сонце поблизу нашої планети. Джерелом енергії повинні служити ядерні реакції. Паливо взяти у Юпітера. Штучне Сонці не буде світити на всі боки, як нинішнє, а тільки направлено - на Землю. Судячи з попередніми розрахунками, таке рукотворне світило здатне підтримувати життя на планеті протягом 100 мільярдів років.

Англійський учений М. Фогг розвиває цю ідею трохи інакше. На його думку, Юпітер вже в наш час коштує перетворити в зірку, направлено дає Землі енергію.

ІДЕЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ СОНЦЯ

Оскільки менше половини однієї мільярдної частини сонячного випромінювання падає на Землю, а вся інша неймовірно величезна маса енергії марно розсіюється в космосі, вчені задумалися: чи не можна цю марнотратство зменшити і направити більше сонячної енергії на Землю, до нашого блага. Може бути, коли-небудь земляни пошукають шляху реконструювання Сонця в такому напрямку, який буде більш зручно людям.

Д. Крайсвелл, керівник інституту при університеті в Х'юстоні (США), ще в 1985 році прийшов до ідеї взагалі скоротити випромінювання Сонця до рівня, який би цілком достатньо забезпечував потреби Землі. Тоді, як показують його розрахунки, Сонце зможе в 2000 разів довше жити і працювати для нас. Дані Крайсвелла спираються на залежність, існуючу між світністю зірки, її масою і тривалістю її життя. Фізичний сенс тут простий: чим більше маса небесного тіла, тим вище температура і тиск в його надрах. Отже, ядерні реакції там йдуть енергійніше. Світність зірки більше - значить, її життя коротше, тому що при високій температурі ядерне паливо згорає швидше.

Ну а якщо ми хочемо продовжити життя світила? Треба якимось чином знизити його вагу, тоді світність зменшиться, а життя триватиме. Але яким чином полегшити вага такого величезного тіла, як зірка?

Крайсвелл пропонує розташувати на орбіті навколо Сонця безліч іонних прискорювачів, які зможуть діяти за рахунок його променевої енергії. Потоки заряджених частинок, що йдуть від прискорювачів, утворюють близько полюсів світила однорідне постійне магнітне поле. Воно буде захоплювати частки сонячної атмосфери і видаляти їх в космос. За викладкам автора, протягом року вони викинуть в простір три мільярдних частки маси нашої зірки. Це відповідає приблизно однієї десятої відсотка маси Землі. За 300 мільйонів років Сонце втратить вісім відсотків своєї нинішньої маси. Залишився речовини вистачить на підтримку ядерної реакції, яка розпалює світило. Сонце, істотно уменьшившееся, буде здатне багато мільярдів років безперервно посилати світло і тепло. Крейсвелл до того ж пропонує раціонально використовувати матеріал, відібраний у Сонця. Дистанційні частинки можна буде згрупувати в кулі і отримати (після того як вони охолонуть) 12 космічних островів, які зможуть дати притулок колоністам.

Але і у цього фантастичного проекту є серйозні недоліки. По-перше, якщо видаляти сонячну матерію тільки з поверхні, то зміниться співвідношення сил центру і периферії. Це загрожує тим, що Сонце може раптово роздутися в червоного гіганта. І тоді трагічна доля всього знаходиться в оточенні Сонця неминуча. По-друге, небесна механіка каже: якщо Сонце втратить 0,2-0,3 своєї маси, то орбіти планет наблизяться до Сонця. І тоді Земля, як нинішній Меркурій, втратить рух навколо власної осі, буде постійно звернена до Сонця однією стороною. Така планета для життя непридатна - про це вже йшлося.

МОЖЕ БУТИ, ЗМІНИТИ СОНЦЕ?

Цей задум виглядає ще фантастичнее: покинути наше пристаріле Сонце і прилаштуватися до іншої, більш молодій зірці. Космос знає такі зміни господарів, вони трапляються, коли дві зірки, що мають супутників, пролітають неподалік один від одного. У 1984 році астроном Д. Г. Хіллс з лабораторії в Нью-Мексико опублікував результати комп'ютерного моделювання подібної ситуації в космосі. Він переконався, що світило може втратити свою планету, якщо інша зірка пройде на близькій відстані від них. Астрономи спостерігали, як планета - супутник однієї з зірок була захоплена тяжінням проходить повз зірки. При такому захопленні орбіта супутника може залишитися майже круговій, як у Землі. І це дуже важлива обставина, тому що планета буде отримувати рівномірний обігрів.

М. Фогг, якого ми вже згадували, висловив в 1989 році кілька ідей, як можна провести подібну грандіозну космічну рокіровку в космосі. Якщо людству вона знадобиться протягом найближчих декількох мільйонів років, то треба розраховувати на зірки, що лежать в радіусі, що не перевищує 100 світлових років. Всього в цьому обсязі зазвичай "живе" близько 12 000 зірок, з них 300 за розміром подібні Сонцю і не мають планетних систем, багато істотно молодше нашого світила.

Як змусіті одну з них пролетіті около до Нашої системи? Тут могли б стати в нагоді пріскорювачі часток, про Які говорити Д. Крайсвелл. Магнітні поля, створені струменями заряджених частинок, можна так варіювати, що видаляється ними матерія зірки буде давати віддачу в бажаному напрямку і таким чином змінювати траєкторію польоту небесного тіла. Обчислення показують, що за один мільйон років обрана людьми зірка зможе відхилитися від колишнього курсу на чотири градуси, а за термін в одинадцять мільйонів років її курс можна змінити на 34 градуси.

***

На закінчення хочеться навести слова великого фізика Нільса Бора: "Прогнози важкі, особливо коли вони націлені на віддалене майбутнє". Важкі, але цікаві, і оскільки у людства в запасі є ще приблизно два мільярди років, за цей час люди неодмінно що-небудь придумають, може бути, простіше і надійніше наведених тут гіпотез.

ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ

На малюнку показано, як розширюється Сонце захоплює Землю.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Так може виглядати розширення Сонця на тлі найближчій частині його планетної системи.

Деякі етапи життя Сонця за 12,4 мільярда років.

З плином часу зростає кількість енергії, випромінюваної Сонцем.

Один з проектів продовження життя Сонячної системи. Для цього Сонце повинне бути зменшене за допомогою прискорювачів іонів, які будуть 'здувати' сонячну матерію й переносити її в космос.

<

>

Життєпис СОНЦЯ ЗА 12,4 МІЛЬЯРДИ РОКІВ

Нашу зірку - Сонце - відносять до середніх або навіть малим за величиною, нічим не видатним небесних тіл. Ця зірка не прожила ще й половини терміну, відведеного їй природою, - від народження до смерті. Однак вона вже витратила майже половину водню, який в ядрі світила перетворюється в гелій, вивільняючи гігантську енергію. Замість 70,6 відсотка, які спочатку становив водень в масі сонячної речовини, тепер частка його впала до 36,3 відсотка.

Щомиті 600 тонн водню перетворюються в центральних областях Сонця в гелій. Відбувається це при температурі не нижче 15 мільйонів градусів. Приблизно 4,3 тонни стає променистою енергією, яка дає тепло і самому Сонцю, і всьому його планетному сімейства. Тиск в центральних областях світила протистоїть гравітаційним силам тяжкості його верхніх шарів. Ця постійна боротьба ядра і периферії - а тільки в центрі зірки завдяки високим тиском і температурою можливі процеси злиття атомних ядер - з плином часу приносить перемогу центральним силам. Обсяг, в якому відбувається ядерний синтез, постійно розширюється. Тому неухильно підвищується світність Сонця.

"Незабаром після того, як Сонце стало зіркою, - роблять висновок вчені, - його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні. У наступні 6,5 мільярда років світність нашої зірки буде неухильно зростати прямо пропорційно часу".

Коли ж в центрі Сонця затухнуть ядерні реакції синтезу, почнеться нова сутичка між центром і зовнішніми шарами зірки. "Вигорілий" водень, пишуть астрофізики, поступиться зовнішньому тиску, центр стиснеться. Але тоді підвищиться концентрація залишків ще не вступив в ядерну реакцію водню. Він розгориться "спекотніше", і центр знову розшириться. Зрештою Сонце в віці 7,5 мільярда років "роздується" і перейде в стадію червоного гіганта. Передбачається, що його діаметр перевершить діаметр нинішнього Сонця в 160 разів. В такому стані світило проживе кілька мільйонів років. Оболонка цієї кулі буде відносно тонкої і нагрітої лише на 3000 градусів - звідси і червоний колір зірки. Поверхневі шари порівняно швидко розсіються. У центрі ж залишиться дуже щільний шар, який стане ще розігріватися. При температурі 100 мільйонів градусів ядерні реакції подолають новий поріг: ядра гелію (отримані з водню) почнуть зливатися в ядра вуглецю. Гелій як паливо виділяє набагато більше енергії, ніж спалюється водень.

Сонце з червоного гіганта за короткий час перейде в стан білого карлика. За розмірами воно стане менше нинішнього Сонця в десяток разів, але по світності - в 40-50 разів більше. У такому вигляді наше світило проживе, можливо, близько 100 мільйонів років.

Але коли прийдуть до кінця запаси і водню і гелію, повториться бурхливе розширення світила - воно знову стане червоним гігантом. Зона горіння гелію переміститься ближче до периферії. Світило, в яке перетвориться Сонце, втратить стабільність: почнуться окремі спалахи, що відбуваються від того, що в ядерну реакцію включаться не порушені раніше залишки гелію. Світність буде то різко зростати, то падати - таке показують спостереження за іншими зірками. В окремих випадках світність зірки зростає більш ніж в 5000 разів. Зазвичай це останній яскравий акт вмирання малих і середніх за розміром зірок. Потім починає посилюватися "сонячний вітер", тобто розбігання частинок зоряної оболонки. Пройдуть тисячі років - і від червоного гіганта залишиться лише маленьке гаряче ядро.

Приблизно 75 000 років наше світило знову буде в стадії білого карлика, який випромінює все слабше. Частина, що залишилася маса складе половину того, що Сонце має нині, його діаметр зменшиться до 80 000 кілометрів (замість нинішніх 1 391 980 кілометрів), а щільність речовини досягне двох мільйонів тонн в кожному кубічному сантиметрі. Вся історія нашого ласкавого, а часом і досить жорсткого Сонця, оспіваного шаманами, жерцями, поетами, займе 12,4 мільярда років.

ЧИ МОЖНА ЗАЛИШИТИСЯ В СІМ'Ї планет?

Всі згадані події в Сонячній системі віддалені від нас важко уявлені тимчасовими відстанями. Але масштаби майбутніх катастроф такі, що вчені вже зараз замислюються над тим, як врятувати людство.

Звичайно, можна припустити, що до настання цього драматичного часу люди переселяться на котрусь із придатних для життя планет в Чумацькому Шляху. Тільки навряд чи людство з легкістю покине колиска свого розуму і кине на невідворотну загибель Землю. Ось чому вже зараз народжуються ідеї, плани, як зберегти для людства його рідну планету.

Ще задовго до того, як роздулися Сонце буде палити земну кулю, почнуться різкі зміни клімату, їх не винесе велика частина живих організмів. Наша планета виявиться в положенні своєї сусідки - Венери, який вона нам нині представляється: млява, гаряча пустеля (приблизно 470оС), над якою висить суцільний потужний хмарний шар, що складається переважно з вуглекислого газу. Область, де зможуть існувати білкові тіла, сильно відсунеться до периферії нашої планетної системи.

Якщо світність Сонця збільшиться більш ніж в півтора рази, на Марсі встановляться температури, близькі до нинішніх земним. Люди могли б знайти там притулок, але тільки тимчасове: не виключено, що розширилася зовнішня оболонка Сонця трохи пізніше поглине і Марс.

У кращому становищі опиняться місяця великих планет. Товсті крижані панцири, що сковують зараз супутники Юпітера, розтануть і утворюють океани. А вода - одна з основних умов для життя. Правда, ми ще не знаємо, наскільки великі і надійні ці водні запаси.

У всякому разі, судячи з даних, отриманих з автоматичної міжпланетної станції "Галілей", є підстави вважати, що супутники Юпітера - Європа і Каллісто - утримують під крижаною кіркою воду.

Найбільший супутник Сатурна - Титан - теж може стати притулком для життя, хоча нині там панує холод: _180оС. І атмосфера на Титані, що складається зараз з азоту, утворює разом з різними вуглеводами щільні хмари, які поглинають 90 відсотків сонячного випромінювання. Якщо прибрати цей ковпак, який створює непрозорість атмосфери, то поверхню Титана отримає в 17 разів більше сонячної енергії, ніж сьогодні. А якщо ще додати дію парникового ефекту, то середню температуру Титана можна підняти на 80 градусів.

Цей супутник Сатурна ряд вчених розглядають як природну лабораторію, де можна побачити, вивчити, зрозуміти, якими були умови на Землі в найраніше час її існування. Біохімічний і будівельний матеріал на Титані безсумнівно є. За розрахунками вчених, у людства попереду ще близько 500 мільйонів років, відпущених природою на те, щоб оживити це небесне тіло, як раз на той час, коли Землі прийде час вмирати.

ПЛАНЕТУ можна відсунути від світла

Розігрів і розширення зовнішньої оболонки Сонця, ймовірно, приведуть до того, що найближчі до нього планети (може бути, тільки один Меркурій) будуть поглинені розпеченим речовиною, а сфера, в якій збережуться умови, придатні для життя, пересунеться на значно більшу відстань від світила .

Швейцарський фізик Мечислав Таубе, передбачаючи такий розвиток подій, задумався, чи можливо всю нашу планету пересунути на іншу, більш далеку від Сонця орбіту. І він ще в 1982 році прорахував можливість такої подорожі Землі. За його задумом, уздовж екватора слід побудувати 240 веж 20-кілометрової висоти, на вершинах яких розмістяться термоядерні реактивні двигуни. У момент, коли осі двигунів будуть спрямовані на центр сонячного диска і співпадуть з наміченої траєкторією віддалення від Сонця, двигуни включать, і реактивна сила почне штовхати планету геть від світила. Настільки велика висота для веж з двигунами потрібна, щоб струмені йшли в космос, а не гасли в атмосфері, інакше планета не зрушиться з місця.

Розрахунки швейцарського фізика показують, що кожен двигун повинен розвивати потужність 8,3.1017 ват. Ця енергія може бути отримана за рахунок реакції перетворення 2,4 тонни дейтерію в гелій. 15 000 тонн дейтерію повідомлять планеті рух, яке протягом одного мільярда років при безперервній попеременной роботі 240 двигунів дозволить Землі досягти орбіти Юпітера і стати одним з його супутників. Але для такої подорожі треба перетворити в реактивні струмені вісім відсотків маси всієї нашої планети, то є багато більше, ніж важить вода в Світовому океані. Чималу частину речовини доведеться ще запозичити у одній з найближчих планет, наприклад у Юпітера.

Однак і орбіта Юпітера, на якій може з цього надфантастичну проекту виявитися Земля, все ж не так далеко віддалена від червоного гіганта, щоб Земля не відчувала там згубного впливу його зовнішньої оболонки. Правда, автор проекту вважає, що часткове випаровування океанів Землі створить хмарність, здатну відбити зайве опромінення.

Йти від Сонця на ще більшу відстань, за підрахунками швейцарського астрофізика, немає сенсу. Тому що в стадії червоного гіганта Сонце пробуде всього кілька мільйонів років, а потім стане знову швидко стискатися, перетвориться на білого карлика і почне деградувати як джерело енергії. І тоді Землі, щоб отримувати достатню кількість тепла і світла, знадобиться орбіта менша, ніж зараз у Меркурія. Але при такому наближенні до світила сили тяжіння досить скоро зупинять обертання Землі навколо її осі. Планета буде повернена до Сонця завжди однією стороною. Значить, життя на Землі швидко загине: на нічній стороні - від темряви й холоду, а на освітленій - від спеки та згубного для всього живого ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, що йде від білого карлика.

Таким чином, проект М. Таубе не дає довготривалої перспективи.

Є інша ідея - створити штучне Сонце поблизу нашої планети. Джерелом енергії повинні служити ядерні реакції. Паливо взяти у Юпітера. Штучне Сонці не буде світити на всі боки, як нинішнє, а тільки направлено - на Землю. Судячи з попередніми розрахунками, таке рукотворне світило здатне підтримувати життя на планеті протягом 100 мільярдів років.

Англійський учений М. Фогг розвиває цю ідею трохи інакше. На його думку, Юпітер вже в наш час коштує перетворити в зірку, направлено дає Землі енергію.

ІДЕЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ СОНЦЯ

Оскільки менше половини однієї мільярдної частини сонячного випромінювання падає на Землю, а вся інша неймовірно величезна маса енергії марно розсіюється в космосі, вчені задумалися: чи не можна цю марнотратство зменшити і направити більше сонячної енергії на Землю, до нашого блага. Може бути, коли-небудь земляни пошукають шляху реконструювання Сонця в такому напрямку, який буде більш зручно людям.

Д. Крайсвелл, керівник інституту при університеті в Х'юстоні (США), ще в 1985 році прийшов до ідеї взагалі скоротити випромінювання Сонця до рівня, який би цілком достатньо забезпечував потреби Землі. Тоді, як показують його розрахунки, Сонце зможе в 2000 разів довше жити і працювати для нас. Дані Крайсвелла спираються на залежність, існуючу між світністю зірки, її масою і тривалістю її життя. Фізичний сенс тут простий: чим більше маса небесного тіла, тим вище температура і тиск в його надрах. Отже, ядерні реакції там йдуть енергійніше. Світність зірки більше - значить, її життя коротше, тому що при високій температурі ядерне паливо згорає швидше.

Ну а якщо ми хочемо продовжити життя світила? Треба якимось чином знизити його вагу, тоді світність зменшиться, а життя триватиме. Але яким чином полегшити вага такого величезного тіла, як зірка?

Крайсвелл пропонує розташувати на орбіті навколо Сонця безліч іонних прискорювачів, які зможуть діяти за рахунок його променевої енергії. Потоки заряджених частинок, що йдуть від прискорювачів, утворюють близько полюсів світила однорідне постійне магнітне поле. Воно буде захоплювати частки сонячної атмосфери і видаляти їх в космос. За викладкам автора, протягом року вони викинуть в простір три мільярдних частки маси нашої зірки. Це відповідає приблизно однієї десятої відсотка маси Землі. За 300 мільйонів років Сонце втратить вісім відсотків своєї нинішньої маси. Залишився речовини вистачить на підтримку ядерної реакції, яка розпалює світило. Сонце, істотно уменьшившееся, буде здатне багато мільярдів років безперервно посилати світло і тепло. Крейсвелл до того ж пропонує раціонально використовувати матеріал, відібраний у Сонця. Дистанційні частинки можна буде згрупувати в кулі і отримати (після того як вони охолонуть) 12 космічних островів, які зможуть дати притулок колоністам.

Але і у цього фантастичного проекту є серйозні недоліки. По-перше, якщо видаляти сонячну матерію тільки з поверхні, то зміниться співвідношення сил центру і периферії. Це загрожує тим, що Сонце може раптово роздутися в червоного гіганта. І тоді трагічна доля всього знаходиться в оточенні Сонця неминуча. По-друге, небесна механіка каже: якщо Сонце втратить 0,2-0,3 своєї маси, то орбіти планет наблизяться до Сонця. І тоді Земля, як нинішній Меркурій, втратить рух навколо власної осі, буде постійно звернена до Сонця однією стороною. Така планета для життя непридатна - про це вже йшлося.

МОЖЕ БУТИ, ЗМІНИТИ СОНЦЕ?

Цей задум виглядає ще фантастичнее: покинути наше пристаріле Сонце і прилаштуватися до іншої, більш молодій зірці. Космос знає такі зміни господарів, вони трапляються, коли дві зірки, що мають супутників, пролітають неподалік один від одного. У 1984 році астроном Д. Г. Хіллс з лабораторії в Нью-Мексико опублікував результати комп'ютерного моделювання подібної ситуації в космосі. Він переконався, що світило може втратити свою планету, якщо інша зірка пройде на близькій відстані від них. Астрономи спостерігали, як планета - супутник однієї з зірок була захоплена тяжінням проходить повз зірки. При такому захопленні орбіта супутника може залишитися майже круговій, як у Землі. І це дуже важлива обставина, тому що планета буде отримувати рівномірний обігрів.

М. Фогг, якого ми вже згадували, висловив в 1989 році кілька ідей, як можна провести подібну грандіозну космічну рокіровку в космосі. Якщо людству вона знадобиться протягом найближчих декількох мільйонів років, то треба розраховувати на зірки, що лежать в радіусі, що не перевищує 100 світлових років. Всього в цьому обсязі зазвичай "живе" близько 12 000 зірок, з них 300 за розміром подібні Сонцю і не мають планетних систем, багато істотно молодше нашого світила.

ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ

На малюнку показано, як розширюється Сонце захоплює Землю.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Так може виглядати розширення Сонця на тлі найближчій частині його планетної системи.

Деякі етапи життя Сонця за 12,4 мільярда років.

З плином часу зростає кількість енергії, випромінюваної Сонцем.

Один з проектів продовження життя Сонячної системи. Для цього Сонце повинне бути зменшене за допомогою прискорювачів іонів, які будуть 'здувати' сонячну матерію й переносити її в космос.

<

>

Життєпис СОНЦЯ ЗА 12,4 МІЛЬЯРДИ РОКІВ

Нашу зірку - Сонце - відносять до середніх або навіть малим за величиною, нічим не видатним небесних тіл. Ця зірка не прожила ще й половини терміну, відведеного їй природою, - від народження до смерті. Однак вона вже витратила майже половину водню, який в ядрі світила перетворюється в гелій, вивільняючи гігантську енергію. Замість 70,6 відсотка, які спочатку становив водень в масі сонячної речовини, тепер частка його впала до 36,3 відсотка.

Щомиті 600 тонн водню перетворюються в центральних областях Сонця в гелій. Відбувається це при температурі не нижче 15 мільйонів градусів. Приблизно 4,3 тонни стає променистою енергією, яка дає тепло і самому Сонцю, і всьому його планетному сімейства. Тиск в центральних областях світила протистоїть гравітаційним силам тяжкості його верхніх шарів. Ця постійна боротьба ядра і периферії - а тільки в центрі зірки завдяки високим тиском і температурою можливі процеси злиття атомних ядер - з плином часу приносить перемогу центральним силам. Обсяг, в якому відбувається ядерний синтез, постійно розширюється. Тому неухильно підвищується світність Сонця.

"Незабаром після того, як Сонце стало зіркою, - роблять висновок вчені, - його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні. У наступні 6,5 мільярда років світність нашої зірки буде неухильно зростати прямо пропорційно часу".

Коли ж в центрі Сонця затухнуть ядерні реакції синтезу, почнеться нова сутичка між центром і зовнішніми шарами зірки. "Вигорілий" водень, пишуть астрофізики, поступиться зовнішньому тиску, центр стиснеться. Але тоді підвищиться концентрація залишків ще не вступив в ядерну реакцію водню. Він розгориться "спекотніше", і центр знову розшириться. Зрештою Сонце в віці 7,5 мільярда років "роздується" і перейде в стадію червоного гіганта. Передбачається, що його діаметр перевершить діаметр нинішнього Сонця в 160 разів. В такому стані світило проживе кілька мільйонів років. Оболонка цієї кулі буде відносно тонкої і нагрітої лише на 3000 градусів - звідси і червоний колір зірки. Поверхневі шари порівняно швидко розсіються. У центрі ж залишиться дуже щільний шар, який стане ще розігріватися. При температурі 100 мільйонів градусів ядерні реакції подолають новий поріг: ядра гелію (отримані з водню) почнуть зливатися в ядра вуглецю. Гелій як паливо виділяє набагато більше енергії, ніж спалюється водень.

Сонце з червоного гіганта за короткий час перейде в стан білого карлика. За розмірами воно стане менше нинішнього Сонця в десяток разів, але по світності - в 40-50 разів більше. У такому вигляді наше світило проживе, можливо, близько 100 мільйонів років.

Але коли прийдуть до кінця запаси і водню і гелію, повториться бурхливе розширення світила - воно знову стане червоним гігантом. Зона горіння гелію переміститься ближче до периферії. Світило, в яке перетвориться Сонце, втратить стабільність: почнуться окремі спалахи, що відбуваються від того, що в ядерну реакцію включаться не порушені раніше залишки гелію. Світність буде то різко зростати, то падати - таке показують спостереження за іншими зірками. В окремих випадках світність зірки зростає більш ніж в 5000 разів. Зазвичай це останній яскравий акт вмирання малих і середніх за розміром зірок. Потім починає посилюватися "сонячний вітер", тобто розбігання частинок зоряної оболонки. Пройдуть тисячі років - і від червоного гіганта залишиться лише маленьке гаряче ядро.

Приблизно 75 000 років наше світило знову буде в стадії білого карлика, який випромінює все слабше. Частина, що залишилася маса складе половину того, що Сонце має нині, його діаметр зменшиться до 80 000 кілометрів (замість нинішніх 1 391 980 кілометрів), а щільність речовини досягне двох мільйонів тонн в кожному кубічному сантиметрі. Вся історія нашого ласкавого, а часом і досить жорсткого Сонця, оспіваного шаманами, жерцями, поетами, займе 12,4 мільярда років.

ЧИ МОЖНА ЗАЛИШИТИСЯ В СІМ'Ї планет?

Всі згадані події в Сонячній системі віддалені від нас важко уявлені тимчасовими відстанями. Але масштаби майбутніх катастроф такі, що вчені вже зараз замислюються над тим, як врятувати людство.

Звичайно, можна припустити, що до настання цього драматичного часу люди переселяться на котрусь із придатних для життя планет в Чумацькому Шляху. Тільки навряд чи людство з легкістю покине колиска свого розуму і кине на невідворотну загибель Землю. Ось чому вже зараз народжуються ідеї, плани, як зберегти для людства його рідну планету.

Ще задовго до того, як роздулися Сонце буде палити земну кулю, почнуться різкі зміни клімату, їх не винесе велика частина живих організмів. Наша планета виявиться в положенні своєї сусідки - Венери, який вона нам нині представляється: млява, гаряча пустеля (приблизно 470оС), над якою висить суцільний потужний хмарний шар, що складається переважно з вуглекислого газу. Область, де зможуть існувати білкові тіла, сильно відсунеться до периферії нашої планетної системи.

Якщо світність Сонця збільшиться більш ніж в півтора рази, на Марсі встановляться температури, близькі до нинішніх земним. Люди могли б знайти там притулок, але тільки тимчасове: не виключено, що розширилася зовнішня оболонка Сонця трохи пізніше поглине і Марс.

У кращому становищі опиняться місяця великих планет. Товсті крижані панцири, що сковують зараз супутники Юпітера, розтануть і утворюють океани. А вода - одна з основних умов для життя. Правда, ми ще не знаємо, наскільки великі і надійні ці водні запаси.

У всякому разі, судячи з даних, отриманих з автоматичної міжпланетної станції "Галілей", є підстави вважати, що супутники Юпітера - Європа і Каллісто - утримують під крижаною кіркою воду.

Найбільший супутник Сатурна - Титан - теж може стати притулком для життя, хоча нині там панує холод: _180оС. І атмосфера на Титані, що складається зараз з азоту, утворює разом з різними вуглеводами щільні хмари, які поглинають 90 відсотків сонячного випромінювання. Якщо прибрати цей ковпак, який створює непрозорість атмосфери, то поверхню Титана отримає в 17 разів більше сонячної енергії, ніж сьогодні. А якщо ще додати дію парникового ефекту, то середню температуру Титана можна підняти на 80 градусів.

Цей супутник Сатурна ряд вчених розглядають як природну лабораторію, де можна побачити, вивчити, зрозуміти, якими були умови на Землі в найраніше час її існування. Біохімічний і будівельний матеріал на Титані безсумнівно є. За розрахунками вчених, у людства попереду ще близько 500 мільйонів років, відпущених природою на те, щоб оживити це небесне тіло, як раз на той час, коли Землі прийде час вмирати.

ПЛАНЕТУ можна відсунути від світла

Розігрів і розширення зовнішньої оболонки Сонця, ймовірно, приведуть до того, що найближчі до нього планети (може бути, тільки один Меркурій) будуть поглинені розпеченим речовиною, а сфера, в якій збережуться умови, придатні для життя, пересунеться на значно більшу відстань від світила .

Швейцарський фізик Мечислав Таубе, передбачаючи такий розвиток подій, задумався, чи можливо всю нашу планету пересунути на іншу, більш далеку від Сонця орбіту. І він ще в 1982 році прорахував можливість такої подорожі Землі. За його задумом, уздовж екватора слід побудувати 240 веж 20-кілометрової висоти, на вершинах яких розмістяться термоядерні реактивні двигуни. У момент, коли осі двигунів будуть спрямовані на центр сонячного диска і співпадуть з наміченої траєкторією віддалення від Сонця, двигуни включать, і реактивна сила почне штовхати планету геть від світила. Настільки велика висота для веж з двигунами потрібна, щоб струмені йшли в космос, а не гасли в атмосфері, інакше планета не зрушиться з місця.

Розрахунки швейцарського фізика показують, що кожен двигун повинен розвивати потужність 8,3.1017 ват. Ця енергія може бути отримана за рахунок реакції перетворення 2,4 тонни дейтерію в гелій. 15 000 тонн дейтерію повідомлять планеті рух, яке протягом одного мільярда років при безперервній попеременной роботі 240 двигунів дозволить Землі досягти орбіти Юпітера і стати одним з його супутників. Але для такої подорожі треба перетворити в реактивні струмені вісім відсотків маси всієї нашої планети, то є багато більше, ніж важить вода в Світовому океані. Чималу частину речовини доведеться ще запозичити у одній з найближчих планет, наприклад у Юпітера.

Однак і орбіта Юпітера, на якій може з цього надфантастичну проекту виявитися Земля, все ж не так далеко віддалена від червоного гіганта, щоб Земля не відчувала там згубного впливу його зовнішньої оболонки. Правда, автор проекту вважає, що часткове випаровування океанів Землі створить хмарність, здатну відбити зайве опромінення.

Йти від Сонця на ще більшу відстань, за підрахунками швейцарського астрофізика, немає сенсу. Тому що в стадії червоного гіганта Сонце пробуде всього кілька мільйонів років, а потім стане знову швидко стискатися, перетвориться на білого карлика і почне деградувати як джерело енергії. І тоді Землі, щоб отримувати достатню кількість тепла і світла, знадобиться орбіта менша, ніж зараз у Меркурія. Але при такому наближенні до світила сили тяжіння досить скоро зупинять обертання Землі навколо її осі. Планета буде повернена до Сонця завжди однією стороною. Значить, життя на Землі швидко загине: на нічній стороні - від темряви й холоду, а на освітленій - від спеки та згубного для всього живого ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, що йде від білого карлика.

Таким чином, проект М. Таубе не дає довготривалої перспективи.

Є інша ідея - створити штучне Сонце поблизу нашої планети. Джерелом енергії повинні служити ядерні реакції. Паливо взяти у Юпітера. Штучне Сонці не буде світити на всі боки, як нинішнє, а тільки направлено - на Землю. Судячи з попередніми розрахунками, таке рукотворне світило здатне підтримувати життя на планеті протягом 100 мільярдів років.

Англійський учений М. Фогг розвиває цю ідею трохи інакше. На його думку, Юпітер вже в наш час коштує перетворити в зірку, направлено дає Землі енергію.

ІДЕЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ СОНЦЯ

Оскільки менше половини однієї мільярдної частини сонячного випромінювання падає на Землю, а вся інша неймовірно величезна маса енергії марно розсіюється в космосі, вчені задумалися: чи не можна цю марнотратство зменшити і направити більше сонячної енергії на Землю, до нашого блага. Може бути, коли-небудь земляни пошукають шляху реконструювання Сонця в такому напрямку, який буде більш зручно людям.

Д. Крайсвелл, керівник інституту при університеті в Х'юстоні (США), ще в 1985 році прийшов до ідеї взагалі скоротити випромінювання Сонця до рівня, який би цілком достатньо забезпечував потреби Землі. Тоді, як показують його розрахунки, Сонце зможе в 2000 разів довше жити і працювати для нас. Дані Крайсвелла спираються на залежність, існуючу між світністю зірки, її масою і тривалістю її життя. Фізичний сенс тут простий: чим більше маса небесного тіла, тим вище температура і тиск в його надрах. Отже, ядерні реакції там йдуть енергійніше. Світність зірки більше - значить, її життя коротше, тому що при високій температурі ядерне паливо згорає швидше.

Ну а якщо ми хочемо продовжити життя світила? Треба якимось чином знизити його вагу, тоді світність зменшиться, а життя триватиме. Але яким чином полегшити вага такого величезного тіла, як зірка?

Крайсвелл пропонує розташувати на орбіті навколо Сонця безліч іонних прискорювачів, які зможуть діяти за рахунок його променевої енергії. Потоки заряджених частинок, що йдуть від прискорювачів, утворюють близько полюсів світила однорідне постійне магнітне поле. Воно буде захоплювати частки сонячної атмосфери і видаляти їх в космос. За викладкам автора, протягом року вони викинуть в простір три мільярдних частки маси нашої зірки. Це відповідає приблизно однієї десятої відсотка маси Землі. За 300 мільйонів років Сонце втратить вісім відсотків своєї нинішньої маси. Залишився речовини вистачить на підтримку ядерної реакції, яка розпалює світило. Сонце, істотно уменьшившееся, буде здатне багато мільярдів років безперервно посилати світло і тепло. Крейсвелл до того ж пропонує раціонально використовувати матеріал, відібраний у Сонця. Дистанційні частинки можна буде згрупувати в кулі і отримати (після того як вони охолонуть) 12 космічних островів, які зможуть дати притулок колоністам.

Але і у цього фантастичного проекту є серйозні недоліки. По-перше, якщо видаляти сонячну матерію тільки з поверхні, то зміниться співвідношення сил центру і периферії. Це загрожує тим, що Сонце може раптово роздутися в червоного гіганта. І тоді трагічна доля всього знаходиться в оточенні Сонця неминуча. По-друге, небесна механіка каже: якщо Сонце втратить 0,2-0,3 своєї маси, то орбіти планет наблизяться до Сонця. І тоді Земля, як нинішній Меркурій, втратить рух навколо власної осі, буде постійно звернена до Сонця однією стороною. Така планета для життя непридатна - про це вже йшлося.

МОЖЕ БУТИ, ЗМІНИТИ СОНЦЕ?

Цей задум виглядає ще фантастичнее: покинути наше пристаріле Сонце і прилаштуватися до іншої, більш молодій зірці. Космос знає такі зміни господарів, вони трапляються, коли дві зірки, що мають супутників, пролітають неподалік один від одного. У 1984 році астроном Д. Г. Хіллс з лабораторії в Нью-Мексико опублікував результати комп'ютерного моделювання подібної ситуації в космосі. Він переконався, що світило може втратити свою планету, якщо інша зірка пройде на близькій відстані від них. Астрономи спостерігали, як планета - супутник однієї з зірок була захоплена тяжінням проходить повз зірки. При такому захопленні орбіта супутника може залишитися майже круговій, як у Землі. І це дуже важлива обставина, тому що планета буде отримувати рівномірний обігрів.

М. Фогг, якого ми вже згадували, висловив в 1989 році кілька ідей, як можна провести подібну грандіозну космічну рокіровку в космосі. Якщо людству вона знадобиться протягом найближчих декількох мільйонів років, то треба розраховувати на зірки, що лежать в радіусі, що не перевищує 100 світлових років. Всього в цьому обсязі зазвичай "живе" близько 12 000 зірок, з них 300 за розміром подібні Сонцю і не мають планетних систем, багато істотно молодше нашого світила.

ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ

На малюнку показано, як розширюється Сонце захоплює Землю.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Так може виглядати розширення Сонця на тлі найближчій частині його планетної системи.

Деякі етапи життя Сонця за 12,4 мільярда років.

З плином часу зростає кількість енергії, випромінюваної Сонцем.

Один з проектів продовження життя Сонячної системи. Для цього Сонце повинне бути зменшене за допомогою прискорювачів іонів, які будуть 'здувати' сонячну матерію й переносити її в космос.

<

>

Життєпис СОНЦЯ ЗА 12,4 МІЛЬЯРДИ РОКІВ

Нашу зірку - Сонце - відносять до середніх або навіть малим за величиною, нічим не видатним небесних тіл. Ця зірка не прожила ще й половини терміну, відведеного їй природою, - від народження до смерті. Однак вона вже витратила майже половину водню, який в ядрі світила перетворюється в гелій, вивільняючи гігантську енергію. Замість 70,6 відсотка, які спочатку становив водень в масі сонячної речовини, тепер частка його впала до 36,3 відсотка.

Щомиті 600 тонн водню перетворюються в центральних областях Сонця в гелій. Відбувається це при температурі не нижче 15 мільйонів градусів. Приблизно 4,3 тонни стає променистою енергією, яка дає тепло і самому Сонцю, і всьому його планетному сімейства. Тиск в центральних областях світила протистоїть гравітаційним силам тяжкості його верхніх шарів. Ця постійна боротьба ядра і периферії - а тільки в центрі зірки завдяки високим тиском і температурою можливі процеси злиття атомних ядер - з плином часу приносить перемогу центральним силам. Обсяг, в якому відбувається ядерний синтез, постійно розширюється. Тому неухильно підвищується світність Сонця.

"Незабаром після того, як Сонце стало зіркою, - роблять висновок вчені, - його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні. У наступні 6,5 мільярда років світність нашої зірки буде неухильно зростати прямо пропорційно часу".

Коли ж в центрі Сонця затухнуть ядерні реакції синтезу, почнеться нова сутичка між центром і зовнішніми шарами зірки. "Вигорілий" водень, пишуть астрофізики, поступиться зовнішньому тиску, центр стиснеться. Але тоді підвищиться концентрація залишків ще не вступив в ядерну реакцію водню. Він розгориться "спекотніше", і центр знову розшириться. Зрештою Сонце в віці 7,5 мільярда років "роздується" і перейде в стадію червоного гіганта. Передбачається, що його діаметр перевершить діаметр нинішнього Сонця в 160 разів. В такому стані світило проживе кілька мільйонів років. Оболонка цієї кулі буде відносно тонкої і нагрітої лише на 3000 градусів - звідси і червоний колір зірки. Поверхневі шари порівняно швидко розсіються. У центрі ж залишиться дуже щільний шар, який стане ще розігріватися. При температурі 100 мільйонів градусів ядерні реакції подолають новий поріг: ядра гелію (отримані з водню) почнуть зливатися в ядра вуглецю. Гелій як паливо виділяє набагато більше енергії, ніж спалюється водень.

Сонце з червоного гіганта за короткий час перейде в стан білого карлика. За розмірами воно стане менше нинішнього Сонця в десяток разів, але по світності - в 40-50 разів більше. У такому вигляді наше світило проживе, можливо, близько 100 мільйонів років.

Але коли прийдуть до кінця запаси і водню і гелію, повториться бурхливе розширення світила - воно знову стане червоним гігантом. Зона горіння гелію переміститься ближче до периферії. Світило, в яке перетвориться Сонце, втратить стабільність: почнуться окремі спалахи, що відбуваються від того, що в ядерну реакцію включаться не порушені раніше залишки гелію. Світність буде то різко зростати, то падати - таке показують спостереження за іншими зірками. В окремих випадках світність зірки зростає більш ніж в 5000 разів. Зазвичай це останній яскравий акт вмирання малих і середніх за розміром зірок. Потім починає посилюватися "сонячний вітер", тобто розбігання частинок зоряної оболонки. Пройдуть тисячі років - і від червоного гіганта залишиться лише маленьке гаряче ядро.

Приблизно 75 000 років наше світило знову буде в стадії білого карлика, який випромінює все слабше. Частина, що залишилася маса складе половину того, що Сонце має нині, його діаметр зменшиться до 80 000 кілометрів (замість нинішніх 1 391 980 кілометрів), а щільність речовини досягне двох мільйонів тонн в кожному кубічному сантиметрі. Вся історія нашого ласкавого, а часом і досить жорсткого Сонця, оспіваного шаманами, жерцями, поетами, займе 12,4 мільярда років.

ЧИ МОЖНА ЗАЛИШИТИСЯ В СІМ'Ї планет?

Всі згадані події в Сонячній системі віддалені від нас важко уявлені тимчасовими відстанями. Але масштаби майбутніх катастроф такі, що вчені вже зараз замислюються над тим, як врятувати людство.

Звичайно, можна припустити, що до настання цього драматичного часу люди переселяться на котрусь із придатних для життя планет в Чумацькому Шляху. Тільки навряд чи людство з легкістю покине колиска свого розуму і кине на невідворотну загибель Землю. Ось чому вже зараз народжуються ідеї, плани, як зберегти для людства його рідну планету.

Ще задовго до того, як роздулися Сонце буде палити земну кулю, почнуться різкі зміни клімату, їх не винесе велика частина живих організмів. Наша планета виявиться в положенні своєї сусідки - Венери, який вона нам нині представляється: млява, гаряча пустеля (приблизно 470оС), над якою висить суцільний потужний хмарний шар, що складається переважно з вуглекислого газу. Область, де зможуть існувати білкові тіла, сильно відсунеться до периферії нашої планетної системи.

Якщо світність Сонця збільшиться більш ніж в півтора рази, на Марсі встановляться температури, близькі до нинішніх земним. Люди могли б знайти там притулок, але тільки тимчасове: не виключено, що розширилася зовнішня оболонка Сонця трохи пізніше поглине і Марс.

У кращому становищі опиняться місяця великих планет. Товсті крижані панцири, що сковують зараз супутники Юпітера, розтануть і утворюють океани. А вода - одна з основних умов для життя. Правда, ми ще не знаємо, наскільки великі і надійні ці водні запаси.

У всякому разі, судячи з даних, отриманих з автоматичної міжпланетної станції "Галілей", є підстави вважати, що супутники Юпітера - Європа і Каллісто - утримують під крижаною кіркою воду.

Найбільший супутник Сатурна - Титан - теж може стати притулком для життя, хоча нині там панує холод: _180оС. І атмосфера на Титані, що складається зараз з азоту, утворює разом з різними вуглеводами щільні хмари, які поглинають 90 відсотків сонячного випромінювання. Якщо прибрати цей ковпак, який створює непрозорість атмосфери, то поверхню Титана отримає в 17 разів більше сонячної енергії, ніж сьогодні. А якщо ще додати дію парникового ефекту, то середню температуру Титана можна підняти на 80 градусів.

Цей супутник Сатурна ряд вчених розглядають як природну лабораторію, де можна побачити, вивчити, зрозуміти, якими були умови на Землі в найраніше час її існування. Біохімічний і будівельний матеріал на Титані безсумнівно є. За розрахунками вчених, у людства попереду ще близько 500 мільйонів років, відпущених природою на те, щоб оживити це небесне тіло, як раз на той час, коли Землі прийде час вмирати.

ПЛАНЕТУ можна відсунути від світла

Розігрів і розширення зовнішньої оболонки Сонця, ймовірно, приведуть до того, що найближчі до нього планети (може бути, тільки один Меркурій) будуть поглинені розпеченим речовиною, а сфера, в якій збережуться умови, придатні для життя, пересунеться на значно більшу відстань від світила .

Швейцарський фізик Мечислав Таубе, передбачаючи такий розвиток подій, задумався, чи можливо всю нашу планету пересунути на іншу, більш далеку від Сонця орбіту. І він ще в 1982 році прорахував можливість такої подорожі Землі. За його задумом, уздовж екватора слід побудувати 240 веж 20-кілометрової висоти, на вершинах яких розмістяться термоядерні реактивні двигуни. У момент, коли осі двигунів будуть спрямовані на центр сонячного диска і співпадуть з наміченої траєкторією віддалення від Сонця, двигуни включать, і реактивна сила почне штовхати планету геть від світила. Настільки велика висота для веж з двигунами потрібна, щоб струмені йшли в космос, а не гасли в атмосфері, інакше планета не зрушиться з місця.

Розрахунки швейцарського фізика показують, що кожен двигун повинен розвивати потужність 8,3.1017 ват. Ця енергія може бути отримана за рахунок реакції перетворення 2,4 тонни дейтерію в гелій. 15 000 тонн дейтерію повідомлять планеті рух, яке протягом одного мільярда років при безперервній попеременной роботі 240 двигунів дозволить Землі досягти орбіти Юпітера і стати одним з його супутників. Але для такої подорожі треба перетворити в реактивні струмені вісім відсотків маси всієї нашої планети, то є багато більше, ніж важить вода в Світовому океані. Чималу частину речовини доведеться ще запозичити у одній з найближчих планет, наприклад у Юпітера.

Однак і орбіта Юпітера, на якій може з цього надфантастичну проекту виявитися Земля, все ж не так далеко віддалена від червоного гіганта, щоб Земля не відчувала там згубного впливу його зовнішньої оболонки. Правда, автор проекту вважає, що часткове випаровування океанів Землі створить хмарність, здатну відбити зайве опромінення.

Йти від Сонця на ще більшу відстань, за підрахунками швейцарського астрофізика, немає сенсу. Тому що в стадії червоного гіганта Сонце пробуде всього кілька мільйонів років, а потім стане знову швидко стискатися, перетвориться на білого карлика і почне деградувати як джерело енергії. І тоді Землі, щоб отримувати достатню кількість тепла і світла, знадобиться орбіта менша, ніж зараз у Меркурія. Але при такому наближенні до світила сили тяжіння досить скоро зупинять обертання Землі навколо її осі. Планета буде повернена до Сонця завжди однією стороною. Значить, життя на Землі швидко загине: на нічній стороні - від темряви й холоду, а на освітленій - від спеки та згубного для всього живого ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, що йде від білого карлика.

Таким чином, проект М. Таубе не дає довготривалої перспективи.

Є інша ідея - створити штучне Сонце поблизу нашої планети. Джерелом енергії повинні служити ядерні реакції. Паливо взяти у Юпітера. Штучне Сонці не буде світити на всі боки, як нинішнє, а тільки направлено - на Землю. Судячи з попередніми розрахунками, таке рукотворне світило здатне підтримувати життя на планеті протягом 100 мільярдів років.

Англійський учений М. Фогг розвиває цю ідею трохи інакше. На його думку, Юпітер вже в наш час коштує перетворити в зірку, направлено дає Землі енергію.

ІДЕЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ СОНЦЯ

Оскільки менше половини однієї мільярдної частини сонячного випромінювання падає на Землю, а вся інша неймовірно величезна маса енергії марно розсіюється в космосі, вчені задумалися: чи не можна цю марнотратство зменшити і направити більше сонячної енергії на Землю, до нашого блага. Може бути, коли-небудь земляни пошукають шляху реконструювання Сонця в такому напрямку, який буде більш зручно людям.

Д. Крайсвелл, керівник інституту при університеті в Х'юстоні (США), ще в 1985 році прийшов до ідеї взагалі скоротити випромінювання Сонця до рівня, який би цілком достатньо забезпечував потреби Землі. Тоді, як показують його розрахунки, Сонце зможе в 2000 разів довше жити і працювати для нас. Дані Крайсвелла спираються на залежність, існуючу між світністю зірки, її масою і тривалістю її життя. Фізичний сенс тут простий: чим більше маса небесного тіла, тим вище температура і тиск в його надрах. Отже, ядерні реакції там йдуть енергійніше. Світність зірки більше - значить, її життя коротше, тому що при високій температурі ядерне паливо згорає швидше.

Ну а якщо ми хочемо продовжити життя світила? Треба якимось чином знизити його вагу, тоді світність зменшиться, а життя триватиме. Але яким чином полегшити вага такого величезного тіла, як зірка?

Крайсвелл пропонує розташувати на орбіті навколо Сонця безліч іонних прискорювачів, які зможуть діяти за рахунок його променевої енергії. Потоки заряджених частинок, що йдуть від прискорювачів, утворюють близько полюсів світила однорідне постійне магнітне поле. Воно буде захоплювати частки сонячної атмосфери і видаляти їх в космос. За викладкам автора, протягом року вони викинуть в простір три мільярдних частки маси нашої зірки. Це відповідає приблизно однієї десятої відсотка маси Землі. За 300 мільйонів років Сонце втратить вісім відсотків своєї нинішньої маси. Залишився речовини вистачить на підтримку ядерної реакції, яка розпалює світило. Сонце, істотно уменьшившееся, буде здатне багато мільярдів років безперервно посилати світло і тепло. Крейсвелл до того ж пропонує раціонально використовувати матеріал, відібраний у Сонця. Дистанційні частинки можна буде згрупувати в кулі і отримати (після того як вони охолонуть) 12 космічних островів, які зможуть дати притулок колоністам.

Але і у цього фантастичного проекту є серйозні недоліки. По-перше, якщо видаляти сонячну матерію тільки з поверхні, то зміниться співвідношення сил центру і периферії. Це загрожує тим, що Сонце може раптово роздутися в червоного гіганта. І тоді трагічна доля всього знаходиться в оточенні Сонця неминуча. По-друге, небесна механіка каже: якщо Сонце втратить 0,2-0,3 своєї маси, то орбіти планет наблизяться до Сонця. І тоді Земля, як нинішній Меркурій, втратить рух навколо власної осі, буде постійно звернена до Сонця однією стороною. Така планета для життя непридатна - про це вже йшлося.

МОЖЕ БУТИ, ЗМІНИТИ СОНЦЕ?

Цей задум виглядає ще фантастичнее: покинути наше пристаріле Сонце і прилаштуватися до іншої, більш молодій зірці. Космос знає такі зміни господарів, вони трапляються, коли дві зірки, що мають супутників, пролітають неподалік один від одного. У 1984 році астроном Д. Г. Хіллс з лабораторії в Нью-Мексико опублікував результати комп'ютерного моделювання подібної ситуації в космосі. Він переконався, що світило може втратити свою планету, якщо інша зірка пройде на близькій відстані від них. Астрономи спостерігали, як планета - супутник однієї з зірок була захоплена тяжінням проходить повз зірки. При такому захопленні орбіта супутника може залишитися майже круговій, як у Землі. І це дуже важлива обставина, тому що планета буде отримувати рівномірний обігрів.

М. Фогг, якого ми вже згадували, висловив в 1989 році кілька ідей, як можна провести подібну грандіозну космічну рокіровку в космосі. Якщо людству вона знадобиться протягом найближчих декількох мільйонів років, то треба розраховувати на зірки, що лежать в радіусі, що не перевищує 100 світлових років. Всього в цьому обсязі зазвичай "живе" близько 12 000 зірок, з них 300 за розміром подібні Сонцю і не мають планетних систем, багато істотно молодше нашого світила.

Як змусіті одну з них пролетіті около до Нашої системи? Тут могли б стати в нагоді пріскорювачі часток, про Які говорити Д. Крайсвелл. Магнітні поля, створені струменями заряджених частинок, можна так варіювати, що видаляється ними матерія зірки буде давати віддачу в бажаному напрямку і таким чином змінювати траєкторію польоту небесного тіла. Обчислення показують, що за один мільйон років обрана людьми зірка зможе відхилитися від колишнього курсу на чотири градуси, а за термін в одинадцять мільйонів років її курс можна змінити на 34 градуси.

***

На закінчення хочеться навести слова великого фізика Нільса Бора: "Прогнози важкі, особливо коли вони націлені на віддалене майбутнє". Важкі, але цікаві, і оскільки у людства в запасі є ще приблизно два мільярди років, за цей час люди неодмінно що-небудь придумають, може бути, простіше і надійніше наведених тут гіпотез.

ВТЕЧА ВІД ВМИРАЮЧОГО СОНЦЯ

На малюнку показано, як розширюється Сонце захоплює Землю.

Наука і життя // Ілюстрації

Наука і життя // Ілюстрації

Так може виглядати розширення Сонця на тлі найближчій частині його планетної системи.

Деякі етапи життя Сонця за 12,4 мільярда років.

З плином часу зростає кількість енергії, випромінюваної Сонцем.

Один з проектів продовження життя Сонячної системи. Для цього Сонце повинне бути зменшене за допомогою прискорювачів іонів, які будуть 'здувати' сонячну матерію й переносити її в космос.

<

>

Життєпис СОНЦЯ ЗА 12,4 МІЛЬЯРДИ РОКІВ

Нашу зірку - Сонце - відносять до середніх або навіть малим за величиною, нічим не видатним небесних тіл. Ця зірка не прожила ще й половини терміну, відведеного їй природою, - від народження до смерті. Однак вона вже витратила майже половину водню, який в ядрі світила перетворюється в гелій, вивільняючи гігантську енергію. Замість 70,6 відсотка, які спочатку становив водень в масі сонячної речовини, тепер частка його впала до 36,3 відсотка.

Щомиті 600 тонн водню перетворюються в центральних областях Сонця в гелій. Відбувається це при температурі не нижче 15 мільйонів градусів. Приблизно 4,3 тонни стає променистою енергією, яка дає тепло і самому Сонцю, і всьому його планетному сімейства. Тиск в центральних областях світила протистоїть гравітаційним силам тяжкості його верхніх шарів. Ця постійна боротьба ядра і периферії - а тільки в центрі зірки завдяки високим тиском і температурою можливі процеси злиття атомних ядер - з плином часу приносить перемогу центральним силам. Обсяг, в якому відбувається ядерний синтез, постійно розширюється. Тому неухильно підвищується світність Сонця.

"Незабаром після того, як Сонце стало зіркою, - роблять висновок вчені, - його світність становила лише 70 відсотків від того, що воно випромінює сьогодні. У наступні 6,5 мільярда років світність нашої зірки буде неухильно зростати прямо пропорційно часу".

Коли ж в центрі Сонця затухнуть ядерні реакції синтезу, почнеться нова сутичка між центром і зовнішніми шарами зірки. "Вигорілий" водень, пишуть астрофізики, поступиться зовнішньому тиску, центр стиснеться. Але тоді підвищиться концентрація залишків ще не вступив в ядерну реакцію водню. Він розгориться "спекотніше", і центр знову розшириться. Зрештою Сонце в віці 7,5 мільярда років "роздується" і перейде в стадію червоного гіганта. Передбачається, що його діаметр перевершить діаметр нинішнього Сонця в 160 разів. В такому стані світило проживе кілька мільйонів років. Оболонка цієї кулі буде відносно тонкої і нагрітої лише на 3000 градусів - звідси і червоний колір зірки. Поверхневі шари порівняно швидко розсіються. У центрі ж залишиться дуже щільний шар, який стане ще розігріватися. При температурі 100 мільйонів градусів ядерні реакції подолають новий поріг: ядра гелію (отримані з водню) почнуть зливатися в ядра вуглецю. Гелій як паливо виділяє набагато більше енергії, ніж спалюється водень.

Сонце з червоного гіганта за короткий час перейде в стан білого карлика. За розмірами воно стане менше нинішнього Сонця в десяток разів, але по світності - в 40-50 разів більше. У такому вигляді наше світило проживе, можливо, близько 100 мільйонів років.

Але коли прийдуть до кінця запаси і водню і гелію, повториться бурхливе розширення світила - воно знову стане червоним гігантом. Зона горіння гелію переміститься ближче до периферії. Світило, в яке перетвориться Сонце, втратить стабільність: почнуться окремі спалахи, що відбуваються від того, що в ядерну реакцію включаться не порушені раніше залишки гелію. Світність буде то різко зростати, то падати - таке показують спостереження за іншими зірками. В окремих випадках світність зірки зростає більш ніж в 5000 разів. Зазвичай це останній яскравий акт вмирання малих і середніх за розміром зірок. Потім починає посилюватися "сонячний вітер", тобто розбігання частинок зоряної оболонки. Пройдуть тисячі років - і від червоного гіганта залишиться лише маленьке гаряче ядро.

Приблизно 75 000 років наше світило знову буде в стадії білого карлика, який випромінює все слабше. Частина, що залишилася маса складе половину того, що Сонце має нині, його діаметр зменшиться до 80 000 кілометрів (замість нинішніх 1 391 980 кілометрів), а щільність речовини досягне двох мільйонів тонн в кожному кубічному сантиметрі. Вся історія нашого ласкавого, а часом і досить жорсткого Сонця, оспіваного шаманами, жерцями, поетами, займе 12,4 мільярда років.

ЧИ МОЖНА ЗАЛИШИТИСЯ В СІМ'Ї планет?

Всі згадані події в Сонячній системі віддалені від нас важко уявлені тимчасовими відстанями. Але масштаби майбутніх катастроф такі, що вчені вже зараз замислюються над тим, як врятувати людство.

Звичайно, можна припустити, що до настання цього драматичного часу люди переселяться на котрусь із придатних для життя планет в Чумацькому Шляху. Тільки навряд чи людство з легкістю покине колиска свого розуму і кине на невідворотну загибель Землю. Ось чому вже зараз народжуються ідеї, плани, як зберегти для людства його рідну планету.

Ще задовго до того, як роздулися Сонце буде палити земну кулю, почнуться різкі зміни клімату, їх не винесе велика частина живих організмів. Наша планета виявиться в положенні своєї сусідки - Венери, який вона нам нині представляється: млява, гаряча пустеля (приблизно 470оС), над якою висить суцільний потужний хмарний шар, що складається переважно з вуглекислого газу. Область, де зможуть існувати білкові тіла, сильно відсунеться до периферії нашої планетної системи.

Якщо світність Сонця збільшиться більш ніж в півтора рази, на Марсі встановляться температури, близькі до нинішніх земним. Люди могли б знайти там притулок, але тільки тимчасове: не виключено, що розширилася зовнішня оболонка Сонця трохи пізніше поглине і Марс.

У кращому становищі опиняться місяця великих планет. Товсті крижані панцири, що сковують зараз супутники Юпітера, розтануть і утворюють океани. А вода - одна з основних умов для життя. Правда, ми ще не знаємо, наскільки великі і надійні ці водні запаси.

У всякому разі, судячи з даних, отриманих з автоматичної міжпланетної станції "Галілей", є підстави вважати, що супутники Юпітера - Європа і Каллісто - утримують під крижаною кіркою воду.

Найбільший супутник Сатурна - Титан - теж може стати притулком для життя, хоча нині там панує холод: _180оС. І атмосфера на Титані, що складається зараз з азоту, утворює разом з різними вуглеводами щільні хмари, які поглинають 90 відсотків сонячного випромінювання. Якщо прибрати цей ковпак, який створює непрозорість атмосфери, то поверхню Титана отримає в 17 разів більше сонячної енергії, ніж сьогодні. А якщо ще додати дію парникового ефекту, то середню температуру Титана можна підняти на 80 градусів.

Цей супутник Сатурна ряд вчених розглядають як природну лабораторію, де можна побачити, вивчити, зрозуміти, якими були умови на Землі в найраніше час її існування. Біохімічний і будівельний матеріал на Титані безсумнівно є. За розрахунками вчених, у людства попереду ще близько 500 мільйонів років, відпущених природою на те, щоб оживити це небесне тіло, як раз на той час, коли Землі прийде час вмирати.

ПЛАНЕТУ можна відсунути від світла

Розігрів і розширення зовнішньої оболонки Сонця, ймовірно, приведуть до того, що найближчі до нього планети (може бути, тільки один Меркурій) будуть поглинені розпеченим речовиною, а сфера, в якій збережуться умови, придатні для життя, пересунеться на значно більшу відстань від світила .

Швейцарський фізик Мечислав Таубе, передбачаючи такий розвиток подій, задумався, чи можливо всю нашу планету пересунути на іншу, більш далеку від Сонця орбіту. І він ще в 1982 році прорахував можливість такої подорожі Землі. За його задумом, уздовж екватора слід побудувати 240 веж 20-кілометрової висоти, на вершинах яких розмістяться термоядерні реактивні двигуни. У момент, коли осі двигунів будуть спрямовані на центр сонячного диска і співпадуть з наміченої траєкторією віддалення від Сонця, двигуни включать, і реактивна сила почне штовхати планету геть від світила. Настільки велика висота для веж з двигунами потрібна, щоб струмені йшли в космос, а не гасли в атмосфері, інакше планета не зрушиться з місця.

Розрахунки швейцарського фізика показують, що кожен двигун повинен розвивати потужність 8,3.1017 ват. Ця енергія може бути отримана за рахунок реакції перетворення 2,4 тонни дейтерію в гелій. 15 000 тонн дейтерію повідомлять планеті рух, яке протягом одного мільярда років при безперервній попеременной роботі 240 двигунів дозволить Землі досягти орбіти Юпітера і стати одним з його супутників. Але для такої подорожі треба перетворити в реактивні струмені вісім відсотків маси всієї нашої планети, то є багато більше, ніж важить вода в Світовому океані. Чималу частину речовини доведеться ще запозичити у одній з найближчих планет, наприклад у Юпітера.

Однак і орбіта Юпітера, на якій може з цього надфантастичну проекту виявитися Земля, все ж не так далеко віддалена від червоного гіганта, щоб Земля не відчувала там згубного впливу його зовнішньої оболонки. Правда, автор проекту вважає, що часткове випаровування океанів Землі створить хмарність, здатну відбити зайве опромінення.

Йти від Сонця на ще більшу відстань, за підрахунками швейцарського астрофізика, немає сенсу. Тому що в стадії червоного гіганта Сонце пробуде всього кілька мільйонів років, а потім стане знову швидко стискатися, перетвориться на білого карлика і почне деградувати як джерело енергії. І тоді Землі, щоб отримувати достатню кількість тепла і світла, знадобиться орбіта менша, ніж зараз у Меркурія. Але при такому наближенні до світила сили тяжіння досить скоро зупинять обертання Землі навколо її осі. Планета буде повернена до Сонця завжди однією стороною. Значить, життя на Землі швидко загине: на нічній стороні - від темряви й холоду, а на освітленій - від спеки та згубного для всього живого ультрафіолетового і рентгенівського випромінювання, що йде від білого карлика.

Таким чином, проект М. Таубе не дає довготривалої перспективи.

Є інша ідея - створити штучне Сонце поблизу нашої планети. Джерелом енергії повинні служити ядерні реакції. Паливо взяти у Юпітера. Штучне Сонці не буде світити на всі боки, як нинішнє, а тільки направлено - на Землю. Судячи з попередніми розрахунками, таке рукотворне світило здатне підтримувати життя на планеті протягом 100 мільярдів років.

Англійський учений М. Фогг розвиває цю ідею трохи інакше. На його думку, Юпітер вже в наш час коштує перетворити в зірку, направлено дає Землі енергію.

ІДЕЯ РЕКОНСТРУКЦІЇ СОНЦЯ

Оскільки менше половини однієї мільярдної частини сонячного випромінювання падає на Землю, а вся інша неймовірно величезна маса енергії марно розсіюється в космосі, вчені задумалися: чи не можна цю марнотратство зменшити і направити більше сонячної енергії на Землю, до нашого блага. Може бути, коли-небудь земляни пошукають шляху реконструювання Сонця в такому напрямку, який буде більш зручно людям.

Д. Крайсвелл, керівник інституту при університеті в Х'юстоні (США), ще в 1985 році прийшов до ідеї взагалі скоротити випромінювання Сонця до рівня, який би цілком достатньо забезпечував потреби Землі. Тоді, як показують його розрахунки, Сонце зможе в 2000 разів довше жити і працювати для нас. Дані Крайсвелла спираються на залежність, існуючу між світністю зірки, її масою і тривалістю її життя. Фізичний сенс тут простий: чим більше маса небесного тіла, тим вище температура і тиск в його надрах. Отже, ядерні реакції там йдуть енергійніше. Світність зірки більше - значить, її життя коротше, тому що при високій температурі ядерне паливо згорає швидше.

Ну а якщо ми хочемо продовжити життя світила? Треба якимось чином знизити його вагу, тоді світність зменшиться, а життя триватиме. Але яким чином полегшити вага такого величезного тіла, як зірка?

Крайсвелл пропонує розташувати на орбіті навколо Сонця безліч іонних прискорювачів, які зможуть діяти за рахунок його променевої енергії. Потоки заряджених частинок, що йдуть від прискорювачів, утворюють близько полюсів світила однорідне постійне магнітне поле. Воно буде захоплювати частки сонячної атмосфери і видаляти їх в космос. За викладкам автора, протягом року вони викинуть в простір три мільярдних частки маси нашої зірки. Це відповідає приблизно однієї десятої відсотка маси Землі. За 300 мільйонів років Сонце втратить вісім відсотків своєї нинішньої маси. Залишився речовини вистачить на підтримку ядерної реакції, яка розпалює світило. Сонце, істотно уменьшившееся, буде здатне багато мільярдів років безперервно посилати світло і тепло. Крейсвелл до того ж пропонує раціонально використовувати матеріал, відібраний у Сонця. Дистанційні частинки можна буде згрупувати в кулі і отримати (після того як вони охолонуть) 12 космічних островів, які зможуть дати притулок колоністам.

Але і у цього фантастичного проекту є серйозні недоліки. По-перше, якщо видаляти сонячну матерію тільки з поверхні, то зміниться співвідношення сил центру і периферії. Це загрожує тим, що Сонце може раптово роздутися в червоного гіганта. І тоді трагічна доля всього знаходиться в оточенні Сонця неминуча. По-друге, небесна механіка каже: якщо Сонце втратить 0,2-0,3 своєї маси, то орбіти планет наблизяться до Сонця. І тоді Земля, як нинішній Меркурій, втратить рух навколо власної осі, буде постійно звернена до Сонця однією стороною. Така планета для життя непридатна - про це вже йшлося.

МОЖЕ БУТИ, ЗМІНИТИ СОНЦЕ?

Цей задум виглядає ще фантастичнее: покинути наше пристаріле Сонце і прилаштуватися до іншої, більш молодій зірці. Космос знає такі зміни господарів, вони трапляються, коли дві зірки, що мають супутників, пролітають неподалік один від одного. У 1984 році астроном Д. Г. Хіллс з лабораторії в Нью-Мексико опублікував результати комп'ютерного моделювання подібної ситуації в космосі. Він переконався, що світило може втратити свою планету, якщо інша зірка пройде на близькій відстані від них. Астрономи спостерігали, як планета - супутник однієї з зірок була захоплена тяжінням проходить повз зірки. При такому захопленні орбіта супутника може залишитися майже круговій, як у Землі. І це дуже важлива обставина, тому що планета буде отримувати рівномірний обігрів.

М. Фогг, якого ми вже згадували, висловив в 1989 році кілька ідей, як можна провести подібну грандіозну космічну рокіровку в космосі. Якщо людству вона знадобиться протягом найближчих декількох мільйонів років, то треба розраховувати на зірки, що лежать в радіусі, що не перевищує 100 світлових років. Всього в цьому обсязі зазвичай "живе" близько 12 000 зірок, з них 300 за розміром подібні Сонцю і не мають планетних систем, багато істотно молодше нашого світила.

Як змусити одну з них пролетіти близько до нашої системи? Тут могли б стати в нагоді прискорювачі часток, про які говорить Д. Крайсвелл. Магнітні поля, створені струменями заряджених частинок, можна так варіювати, що видаляється ними матерія зірки буде давати віддачу в бажаному напрямку і таким чином змінювати траєкторію польоту небесного тіла. Обчислення показують, що за один мільйон років обрана людьми зірка зможе відхилитися від колишнього курсу на чотири градуси, а за термін в одинадцять мільйонів років її курс можна змінити на 34 градуси.

***

На закінчення хочеться навести слова великого фізика Нільса Бора: "Прогнози важкі, особливо коли вони націлені на віддалене майбутнє". Важкі, але цікаві, і оскільки у людства в запасі є ще приблизно два мільярди років, за цей час люди неодмінно що-небудь придумають, може бути, простіше і надійніше наведених тут гіпотез.