Mēs dzīvojam uz niecīgas zaļas planētas ar vienu mēnesi, kas riņķo ap dzeltenu zvaigzni, ar tuvumā esošiem pāris mazāk sveicinošiem akmeņiem un nedaudz tālāk - vēl mazāk sveicamām gāzveida bumbiņām, kuras nosauktas visu veidu mītisko dievību vārdā. Izpētot arvien attālākus kosmosa reģionus, mēs bezcerīgi cenšamies atrast citas zvaigžņu sistēmas, kurās varētu atrasties patīkamas pasaules, kurās dzīvot. Novērtējot šos mēģinājumus un saprotot, cik laimīgi mēs dzīvojam savā sistēmā, mēs pa to laiku varam izpētīt citus iespējamos un trakos scenārijus par to, cik atšķirīga varētu būt mūsu Saules sistēma. Piezīme mūsdienu režisoriem. Kas…
… ja Marss nebūtu zaudējis magnētisko lauku
Marsā reiz bija daudzsološa atmosfēra, kad tā bija silta, mitra un pilna ar oglekļa dioksīdu. Tā pazuda, kad Sarkanā planēta zaudēja magnētisko lauku pirms apmēram 3,6 miljardiem gadu, ļaujot Saulei nesodīti izpūst atmosfēru ar Saules vēju. Pēc kosmiskajiem standartiem tas notika diezgan ātri - lielākā daļa atmosfēras pazuda pāris simtu miljonu gadu laikā pēc magnētiskā lauka izslēgšanas. Mūsdienās Marsa atmosfēra veido aptuveni 1% no zemes atmosfēras jūras līmenī, un saules vēji to turpina ēst ar ātrumu aptuveni 100 grami sekundē.
Mēs zinām, ka šai planētai kādreiz bija magnētiskais lauks, jo uz tās virsmas joprojām pastāv magnetizēti ieži. Daži uzskata, ka magnētiskais lauks tika zaudēts asteroīdu smagas bombardēšanas dēļ, kas izjauca siltuma plūsmu Marsa iekšienē, kas rada magnētisko lauku. Ja tas nebūtu noticis, Marss būtu saglabājis savus primitīvos okeānus un, iespējams, būtu bijis vēl viens dzīvības avots mūsu Saules sistēmā.
Cita teorija liecina, ka vecais magnētiskais lauks varētu aptvert tikai pusi planētas, tādējādi liekot apšaubīt tā ilgtermiņa dzīvotspēju. Izpratne par Marsa iekšējā kodola sastāvu palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu. Uz Zemes šķidrs dzelzs plūst ap karstāku, cietāku serdi, kas tur mūsu aizsargājošo magnētisko lauku savā vietā. Ja Marsam būtu tikai izkususi kodols, tas varētu izskaidrot zaudējumus.
… ja uz Zemes nebūtu Mēness
Reklāmas video:
Tiek uzskatīts, ka pirms apmēram 4,5 miljardiem gadu Zemes ietriecās planētas embrijs, kas bija Marsa (saukts par Theia), izmetot no tā pietiekami daudz materiāla, lai veidotu mūsu mēness. Mēness plūdmaiņu ietekme varēja ietekmēt agrīno vulkānismu un palielināt meteorītu skaitu, kas nokrita, lai iznīcinātu agrīno dzīvi. Tomēr daži uzskata, ka dzīve vispirms parādījās dziļūdens hidrotermiskās atveres procesā, kuru pozitīvi varēja ietekmēt plūdmaiņu straumes.
Straujie Mēness plūdmaiņas, kad Mēness bija tuvāk Zemei, varēja radīt seklas sāļās jūras, kurās protonukleīnskābju fragmenti saistās pie vājām plūsmām un sabrūk pie spēcīgām, galu galā novedot pie DNS veidošanās. Pēc paleobiologa Brūsa Liebermana teiktā, “galu galā dzīve varēja veidoties bez paisuma. Bet ciltsraksti, kas noveda pie cilvēka parādīšanās, sakņojas tieši plūdmaiņas apstākļos."
Iespējams, ka plūdmaiņu straumes veicināja siltuma pārnesi no ekvatora uz poliem, norādot, ka bez mēness ledus laikmets būtu mazāk smags un samazinātu evolūcijas spiedienu uz dzīvību. Ja dzīvība attīstītos uz Zemes bez Mēness, tad laika gaitā, iespējams, tā izdzīvotu mazāk un tā mainītos. Dienas garums būtu atšķirīgs arī bez Mēness, kas palīdzēja palēnināt Zemes rotāciju no sešām līdz divdesmit četrām stundām, kā arī stabilizēja Zemes slīpumu un līdz ar to gadalaiku. Jebkura dzīve, kas attīstītos bezmēness pasaulē, piedzīvotu ārkārtīgi īsas dienas un naktis un, iespējams, smagākas klimatiskās pārmaiņas.
Ja nebūtu mēness, dzīvības formas zaudētu mēnessgaismu, kas palīdz tām palikt aktīvām naktī, ietekmē nakts plēsējus un veicina nakts redzes attīstību. Jebkuras jūtīgas sugas kultūras dzīve paliktu bez mēness ietekmes.
… ja uz Zemes būtu gredzeni
Pēc sadursmes ar nestabilo planētu Theia Zeme uz īsu brīdi ieguva gredzenus, kas galu galā saplūda uz Mēness. Tas notika tāpēc, ka gruži atradās ārpus Ročes robežas, kur gravitācijas spēki noplēš jebkuru topošo dabisko pavadoni. Ja mazs mēness vai satelīts būtu pārāk tuvu Zemes gravitācijas pievilkšanai, tas eksplodētu ar sekojošu pastāvīga gredzena veidošanos.
Saturnam ir ledus gredzeni, kas diez vai kalpotu ilgi, ja tie atrastos tik tuvu saulei kā mēs, taču teorētiski akmens gredzeni varētu izdzīvot, kaut arī tie atšķirtos no Saturna gredzeniem. Efekts būtu acīmredzams, jo gredzenu mestās ēnas novestu pie aukstām ziemām un samazinātu saules gaismu abās puslodēs. Ja šādos apstākļos veidotos saprātīga dzīve, gredzeni traucētu uz zemes balstītas optiskās astronomijas attīstību. Tie arī ievērojami sarežģītu kosmosa ceļojumus un satelītus kosmosa atlūzu dēļ.
Šādi gredzeni izskatīsies atšķirīgi atkarībā no Zemes reģiona, no kura tie tika apskatīti - plāna līnija debesīs virs Peru, jaudīga loka puse debesīs Gvatemalā, 180 grādu atmosfēras pulkstenis Polinēzijā un visuresošs mirdzums pie horizonta Aļaskā. Var tikai spekulēt par to, kā senās pasaules tautas būtu iekļāvušas šīs apbrīnojamās sugas savā mitoloģijā un kosmoloģijā.
… ja Jupiters būtu zvaigzne
Lielākajai planētai Saules sistēmā, pēc dažu domām, vajadzēja kļūt par zvaigzni, brūnu punduri, bet tai nebija lielas masas. (Citi uzskata, ka Jupiteram to vajadzēja būt trīspadsmit reizes lielākam.) Ja Jupiters būtu kļuvis par zvaigzni, tā būtu blāva un tāla, nedaudz gaišāka par Venēru. Šāda zvaigzne neradītu pietiekami daudz gaismas vai siltuma un būtu piecas reizes tālāk no Zemes nekā Saule, tāpēc tā (par laimi) neietekmēs dzīvības attīstību uz Zemes.
Pārvērst Jupiteru par zvaigzni nav nemaz tik viegli, grūtāk, nekā vienkārši aizdedzināt planētu. Tā kā Jupiteru galvenokārt veido ūdeņradis, lai to aizdedzinātu, tas būs jāpārklāj ar skābekli, kas ir puse no Jupitera tilpuma: rezultāts ir ūdens. Bet mums ir vajadzīga zvaigzne, nevis liels deglis. Lai sāktu saplūšanu kā saule, ir nepieciešams vairāk ūdeņraža. Būtu nepieciešami vēl 13 Jupiteri par brūno punduri, 79 par sarkano punduri un 1000 reizes vairāk Jupiteru par saules lieluma zvaigzni.
Tomēr simulācijas parādīja, ka Jupitera lieluma palielināšana līdz saules lielumam radīs haosu Saules sistēmā. Ārējo planētu satelīti izlidos no orbītām dažādos virzienos, un asteroīda josta tiks pilnībā iznīcināta. Un, kaut arī Merkurs un Venēra paliks gandrīz neskarti, Zeme galu galā nonāks citā planētā vai orbītā tuvāk Saulei.
… ja Zeme pagrieztos pretēji
Visredzamākais Zemes apgrieztā griešanās efekts būtu Saule, kas uzlec rietumos un rietumos austrumos, bet tas vēl nav viss. Pēc Pensilvānijas universitātes astrofiziķa Kevina Lūmana teiktā: “Zeme griežas šādā veidā, jo tā bija dzimusi. Kad Saule bija jaundzimuša zvaigzne, ap to bija vesels daudzums gāzu un putekļu, kas griežas lielā diska formas struktūrā. Vienīgā planēta, kas rotē pretējā virzienā, ir Venēra, un tas, visticamāk, notika pirms miljardiem gadu notikušās sadursmes. Šāda procesa atkārtošanās ar Zemi, iespējams, liks novērot ilgas vasaras.
Pat ja tas notiek pēc maģijas vai citplanētiešu lūguma, sekas būs ļoti nopietnas. Koriolisa efekts, kas nosaka, kā Zemes rotācija tiek pārnesta uz vēja izturēšanos, tiks pilnībā apgriezts. Tirdzniecības vēji vērsīsies pretējā virzienā, kas daudzos reģionos izraisīs klimata pārmaiņas. Īpaši tas ietekmēs Eiropu, kad silto vēju, kas pūš pāri Atlantijas okeānam no Meksikas līča, nomainīs Sibīrijas aukstums, kas pūš no austrumiem.
Citās Zemes vietās rotācijas maiņai var būt labvēlīgāka ietekme. Ziemeļāfrikā nokrišņu daudzums palielināsies, un Vidusjūrā ieplūstošais upju ūdens daudzums to praktiski pārvērtīs saldūdens ezerā. Siltais gaiss tiks nosūtīts uz Klusā okeāna ziemeļu daļu un Atlantijas okeāna dienvidu daļu, padarot Aļasku, Tālo Austrumu Krieviju un Antarktīdas daļas dzīvībai pievilcīgākas.
… ja mēs ar Marsu mainītu vietas
Ja Zeme un Marss tiek pārkārtoti, sekas būs diezgan interesantas: paaugstināsies Marsa temperatūra, izkusīs polārie vāciņi, no augsnes izdalīsies gāzes un klimats kļūs gandrīz tikpat silts kā tagad uz Zemes. Savukārt zeme kļūs daudz vēsāka. Vairāk problēmu radīs iekšējās Saules sistēmas destabilizācija, kas rodas planētu orbītu savstarpējās ietekmes dēļ.
Planētu fiziķis Renu Malhotra no Arizonas universitātes veica simulācijas, kas parādīja planētas orbītu smagu destabilizāciju. Viņa centās ignorēt Merkura rezultātus, taču viss noveda pie tā, ka Marss tiks izstumts no Saules sistēmas. Citas simulācijas ir parādījušas, ka Zeme un Marss Jupitera ietekmes dēļ iegūs nestabilas orbītas. Tas liek domāt, ka iekšējās Saules sistēmas orbītā situācija ir diezgan nestabila, kas liek apšaubīt dažu futūristu priekšlikumus virzīt Marsu tuvāk Saulei.
Jāatzīmē, ka, ja šāda orbitāla mehānika darbotos, Zeme lieliski apmainītos vietām ar Venēru. Pētījums parādīja, ka Zeme jeb sauszemes planēta varētu būt apdzīvojama Venēras orbītā, kuras atrašanās vieta parasti tiek lēsta nedaudz tuvāk Saulei nekā nepieciešama dzīvībai. Neskatoties uz divkāršu saules starojumu, mākoņu sega uzturētu virsmas temperatūru pieļaujamās robežās.
… ja mēs dzīvotu galaktikas centrā vai malā
Šķiet, ka mēs dzīvojam diezgan garlaicīgā Piena ceļa sektorā, tālu no galaktikas centra kņadas. Ja mēs atrastos galaktikas centrā, nakts debesis būtu daudz gaišākas, un tajā būtu ķekars spilgtu (piemēram, Venēras) zvaigžņu, jo zvaigznes kodolā atdala vairākas gaismas nedēļas, nevis gadi. Zvaigžņu blīvums netālu no centra ir 10 miljoni zvaigžņu uz kubisko parseli, līdz no 0,2 mūsu vājā segmentā. Tuvumā ir arī daudzas supernovas un supermasīvs melnais caurums, bet ko jūs varat darīt, pilsētas dzīve ir tāda.
Tikmēr, ja mēs būtu tuvāk Piena Ceļa malai, gandrīz nekas nebūtu mainījies, ja vispār būtu radusies dzīvība. Zvaigžņu sistēmām galaktiku malās ir zemāks metalizācijas līmenis, tas ir, tām ir mazāk elementu, kas ir smagāki par ūdeņradi un hēliju. Metālisko elementu līmeņa pazemināšanās nozīmē, ka parādīsies mazāk tādu gāzes gigantu kā Jupiters, kuri lēnām pulcējas ap cietiem kodoliem. Tā kā gāzes giganti neuzņemsies triecienu, cietās pasaules būs jutīgākas pret komētas triecieniem. Turklāt Zemes nakts debesis galaktikas malā būs blāvas un tukšas.
Dzīvošanai priekšpilsētā var būt arī pozitīvi aspekti. Daži uzskata, ka dzīves apstākļi iekļaujas galveno nosacījumu virknē, kuri ir izpildīti tikai salīdzinoši šaurā diapazonā, kas pazīstams kā galaktikas apdzīvojamā zona. 2001. gadā Guillermo Gonzalez paziņoja, ka biežas supernovas un augsts radiācijas līmenis, kas raksturīgs galaktikas centram, kavē dzīvības rašanos. Jaunākie pētījumi apgalvo, ka šis arguments ir diezgan skeptisks, jo biežas supernovas sterilizācijas tiktu līdzsvarotas ar lielākām dzīves attīstības iespējām.
… ja būtu divas saules
2011. gadā astronomi novēroja pirmo zināmo planētu bināro zvaigžņu sistēmā, kas pazīstama arī kā daudzkārt riņķojošā planēta, ko sauc par Kepler-16b. Kārnegi zinātnes institūta astrofiziķiem Alanam Bosam tika jautāts, kā Zeme izskatīsies šādos apstākļos. Viņš teica: “Nedaudz auksts. Lai arī tas ir tuvāk zvaigznēm nekā Zeme ir pats, šīs zvaigznes nav tik spožas, tāpēc temperatūra uz planētas būs tikai -73 grādi pēc Celsija. Ja mēs aizstātu savu Sauli ar šīm zvaigznēm, mēs būtu vēl aukstāki, jo mēs esam tālāk no Saules nekā šī Tatooine."
Protams, ne visas binārās sistēmas ir vienādas, un dažas situācijas ir labāk piemērotas dzīves attīstībai. Pētījumi, kas tika prezentēti Amerikas Astronomijas biedrības 223. sanāksmē 2014. gadā, parādīja, ka dažas bināro zvaigžņu sistēmas dzīves attīstībai var būt labvēlīgākas nekā vienotās zvaigžņu sistēmas. Pāra zvaigznes, kuru rotācija ir sinhronizēta, mazinās viena otras saules starojumu un zvaigžņu vēju, kas bieži attīra viņu atmosfēras planētas un pavadoņus.
Astrofiziķa Pāvila Meisona pētījums parādīja, ka zvaigznes, kas riņķo ap otru ap 10–60 Zemes dienu, radīs plūdmaiņas spēkus, kas samazina rotāciju un samazina zvaigžņu vēju, kas varētu potenciāli paplašināt sistēmā potenciāli apdzīvojamo zonu diapazonu, apvienojot vienas zvaigznes vietā gaismu no divām zvaigznēm. Masons atzina, ka, ja ir divas saules, Venera varētu saglabāt savu ūdeni, un Zeme būtu mitrāka pasaule.
… ja saule pazustu
Neskatoties uz senču bailēm, Saule pēkšņi ārā neiet, un, cik mēs zinām, šāds scenārijs ir fiziski neiespējams. Bet, ja tas notiktu, Zeme uzreiz nesasaltu. Ja mēs paliksim orbītā uz kādreiz iemīļotās zvaigznes atdzisušā un mirušā muca, temperatūra nedēļā pazemināsies zem -17 grādiem pēc Celsija, bet gadā līdz -73 grādiem. Bez fotosintēzes augu dzīve ātri izbalēs, tāpat kā visa pārējā dzīve, kad okeāni sasalst.
Ledus augšējie slāņi izolēs dziļos ūdeņus un neļaus okeāniem sasalst simtiem tūkstošu gadu, tāpēc dažas okeāna un ģeotermiskās dzīvības formas var izdzīvot. Rāpojoši, bet koki stāvēs vēl vairākas desmitgades, pateicoties lēnajai metabolismam un cukura krājumiem. Labākās vietas cilvēku izdzīvošanai būtu kodolzemūdenes vai, iespējams, mājokļi, kas uzbūvēti tādās valstīs, kas bagātas ar ģeotermiju, piemēram, Islandē.
Papildus nāvei no aukstuma, dzīvībai pasaulē bez saules ir vēl dažas priekšrocības. Samazināsies saules uzliesmojumu risks, uzlabosies satelīta sakari un apstākļi astronomiem.
Bet kopumā, protams, labāk būtu ar Sauli. Pat ja jūs noņemsit Sauli tikai uz sekundi, bez Saules smaguma visi objekti Saules sistēmā, nevis apļveida orbītā, nonāks taisnā līnijā. Pēc brīža, kad saule atgriezīsies, viss, sākot no gāzes milžiem līdz kosmiskajiem putekļiem, atradīsies jaunās orbītās, no kurām dažas būs nestabilas. Uz brīdi pazudīs arī heliosfēra, kas aizsargā Saules sistēmu no ekstrasolārā starojuma. Sekundīte bez vairogiem ļaus iekļūt vājš starojumam no ārpuses, kas izraisīs auroras parādīšanos visā pasaulē, izjauks satelītus un elektrotīklus vai, iespējams, sterilizēs Zemi.
… ja Zeme sastopas ar melno caurumu
Gandrīz katrs ziņkārīgais bērns šajā Visumā ir domājis par sekām, kādas varētu būt melnajam caurumam uz Zemes vai vismaz uz šeit dzīvojošajiem. Frenks Hale no Stenfordas universitātes ir ierosinājis, kas varētu būt noticis, ja planētas centrā nonāktu monētas izmēra melnais caurums, kura masa būtu aptuveni tāda pati kā Zemei. Neatkarīgi no tā, ka Zemi iesūc kosmosa putekļsūcējs, tomēr joprojām būs dažas satraukums.
Materiāls, kas iekrīt melnajā caurumā, kļūs ārkārtīgi karsts, izraisot radiāciju un spiedienu, lai izspiestu ārējos matērijas slāņus un izraisītu iespaidīgu sprādzienu, kas no Zemes šautu kā pārkarsēta plazma. Saglabājot impulsu, Zemes masa ātrāk griezīsies ap melno caurumu un izveidosies uzbudinājuma disks, kas ierobežos Zemes masas absorbcijas ātrumu. Zeme pārvērtīsies strauji mainīgajās drupās, taču paies kāds laiks, pirms tā tiks apēsta.
Mazāks melnais caurums nebūs tik slikts. Tiek uzskatīts, ka Visums ir pilns ar melnādainiem caurumiem, kuru masa ir vienāda ar nelielu kalnu. Šie melnie caurumi slēpjas gāzes gigantu iekšienē un noved pie priekšlaicīgu supernovu dzimšanas. Ja šāds melns caurums lielā ātrumā ietriecas Zemē, tas var vienkārši lidot cauri. Šādas sadursmes rezultātā tiks atbrīvota enerģija, kas līdzvērtīga tonnas TNT eksplozijai, taču tā stiepjas visā ceļa garumā, tāpēc diez vai kāds to pamanīs. Tomēr šāda melnā cauruma izlaišana cauri Zemei atstās "garu materiāla cauruli, kas ir stipri bojāta ar radiācijas palīdzību, kas ģeoloģiskā laika posmā paliks atpazīstama".
Lietas būtu tumšākas, ja Saules sistēma saduras ar supermasīvu melno caurumu, kura masa ir miljons reizes lielāka par Saules masu, iespējams, to izmet divu sadursmju galaktiku gravitācija. Astronoms Kristofers Springobs uzskata, ka mums būtu aizdomas, ka kaut kas nav kārtībā, kad melnais caurums tuvojās 1000 gaismas gadu attālumā no Saules sistēmas. Pēc tam mums būtu palikuši tikai daži tūkstoši gadu, lai sagatavotos tā ierašanās brīdim, pēc kura šis melnais caurums ievērojami izjauks planētu orbītas un iekodīs zvaigžņu sistēmā. Kad melnais caurums atrodas gaismas gada laikā, tā gravitācija saplēš pasauli tā, lai Zeme tiktu labi sakošļāta, pirms tā beidzot tiek norīta.
Vai nē. Samir Mathur no Ohaio štata universitātes uzskata, ka viņam ir matemātiski pierādījumi, ka mēs, iespējams, pat nepamanīsim, ka mūs ēd melnais caurums.