Bene, finora abbiamo fatto abbastanza bene sulla Terra. Da quando il nostro Sole si è formato 4,5 miliardi di anni fa, la nostra proto-Terra si è formata nel sistema solare interno dietro di esso, e la combinazione delle condizioni iniziali e un pesante bombardamento tardivo ha dato vita ai nostri primi oceani e atmosfera, ci sentiamo abbastanza bene qui. Per più di quattro miliardi di anni, il Sole è stato costantemente splendente e la vita è fiorita. Ma non durerà per sempre. Un giorno il Sole esaurirà il suo carburante, il che porterà alla nostra morte.
Sorge una domanda interessante …
L'energia nucleare del sole è in calo o rimane stabile? Per quanto tempo possiamo sopravvivere sulla Terra se il "potenziale nucleare" del Sole si sta lentamente esaurendo?
Supponendo che non ci siano catastrofi causate dalla Terra stessa (ad esempio, un supervulcano che coprirà l'intero pianeta o distruggerà la biosfera) o dall'Universo (un'esplosione di raggi gamma sterilizzante o un'esplosione di supernova nelle vicinanze), il Sole un giorno distruggerà tutta la vita sulla Terra.
Vedi, le stelle come il nostro Sole vivono di fusione nucleare: fondendo l'elemento più leggero e più abbondante nell'universo (idrogeno) nel secondo elemento più leggero e più abbondante (elio) in una reazione a catena. Le reazioni a catena con cui il sole riceve la maggior parte della sua energia includono:
- la fusione di due protoni insieme alla formazione di deuterio, un positrone (che si annichilisce con un elettrone e produce fotoni ad alta energia), neutrini ed energia libera;
- quindi la fusione del deuterio con un protone con la formazione di elio-3, un fotone ad alta energia ed energia libera;
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- e poi la fusione di due nuclei di elio-3 insieme alla formazione di elio-4, due protoni liberi e ancora più energia libera.
È la fonte di energia più comune dal Sole, dove un totale dello 0,7% della massa originale di quattro protoni viene convertito in energia durante questa reazione utilizzando la formula di Einstein E = mc2. Ogni secondo, 4 x 1038 protoni sintetizzano l'elio-4, rilasciando circa 4 x 1026 watt di energia su base costante.
Il sole è enorme e massiccio e consiste di circa 1057 particelle. Ma non importa quanto sia enorme questo numero, la quantità totale di combustibile solare è limitata e dagli tempo - si esaurirà. Un problema ancora più urgente è che l'idrogeno si fonde solo nel nucleo del Sole, dove la temperatura è più alta. I primissimi protoni non vengono sintetizzati fino a quando non si viaggia per più di metà strada verso il centro del Sole e si rileva una temperatura di 4 milioni di gradi Celsius. E solo nella parte più profonda del Sole, dove la temperatura raggiunge i 10 milioni (o anche 15 milioni) di gradi, viene prodotto il 99% dell'energia solare.
Ciò significa che nel tempo, nelle profondità più profonde del sole, il carburante si esaurirà più velocemente, perché è lì che l'idrogeno brucia per formare l'elio. Potresti pensare che nel tempo il Sole diventerà debole poiché il combustibile per il suo calore si esaurirà. Ma in assenza di tali reazioni all'interno del nucleo, inizierà a contrarsi e la compressione gravitazionale rilascerà ancora più energia, il che porterà ad un aumento della temperatura interna. La sintesi inizierà a fluire più velocemente e più ampia. Si scopre che nel tempo l'energia prodotta dal Sole aumenterà. In realtà, questo accade da oltre quattro miliardi di anni.
Quando il nostro Sole era una giovane stella, bruciava al 75-80% della sua luminosità attuale. Grazie alla presenza di flora, fauna, oceano e atmosfera sul nostro pianeta, siamo stati in grado di adattarci a questo costante aumento della temperatura. Ma tutti hanno un limite: ad un certo punto, la luminosità del Sole aumenterà così tanto che la Terra, alla sua attuale distanza dal Sole, diventerà abbastanza calda da far bollire gli oceani. Quando ciò accadrà, il nostro pianeta subirà il destino di Venere - uno spesso strato di nuvole lo avvolgerà - e la vita cesserà di esistere.
È possibile che alcune forme di vita imparino a sopravvivere negli strati superiori delle nuvole. È anche del tutto possibile che l'umanità sarà in grado di capire come sopravvivere in tali condizioni. Ma ciò accadrà molto prima che il nucleo del sole esaurisca il combustibile a idrogeno. Per 5-7 miliardi di anni, il nostro Sole attraverserà le seguenti fasi:
- l'idrogeno si esaurirà nel nucleo;
- il sole si espanderà in una stella subgigante molto luminosa mentre l'idrogeno brucia in un guscio attorno al nucleo;
- quando la temperatura raggiunge un limite critico, l'elio verrà sintetizzato nel nucleo;
- il sole si espanderà in una vera gigante rossa;
- e morirà, soffiando via i suoi strati esterni in una nebulosa planetaria - e il nucleo si ridurrà allo stato di una nana bianca.
Ma dopo uno o due miliardi di anni (secondo la maggior parte delle stime), il Sole sarà abbastanza caldo da vaporizzare gli oceani. Per allora dovremo trovarci una nuova casa. Alla fine, solo questo riscaldamento globale avrà senso.
ILYA KHEL
