Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя? - [14]

Добро пожаловать домой

Наше странствие начинается примерно 4,6 млрд лет назад, когда из облака космического газа возникла звезда по имени Солнце. Забавно, но для рождения такого горячего тела, как звезда, само облако должно остыть. Нагретый до высоких температур газ не может взаимодействовать сам с собой, слишком большая энергия препятствует этому. Когда он остывает, то начинает конденсироваться в местах, где, как правило, газа больше. Более плотные части газа притягивают окружающие облака, затягивают их в себя и все более уплотняются. В итоге внутри из-за огромного давления начинается процесс термоядерного синтеза, звезда зажигается и начинает поддерживать свой объем.

Внутри звезды постоянно борются два процесса: сжатие под действием собственной массы и расширение из-за выделения энергии. Цикл звезды обычно представляет собой череду фаз, обусловленных сменой топлива, на котором она горит. Сперва звезда перерабатывает водород и превращает его в гелий. Затем, когда водорода не остается, следует миг, в который источники энергии звезды временно отключаются, и сила расширения отступает перед силой сжатия. Внутренние области звезды начинают схлопываться, что приводит к повышению температуры ее недр и уплотнению. Звезде повезло, так как повышение температуры позволяет ей перейти на новый вид топлива, гелий, и создавать из него углерод. Затем из углерода она будет производить кислород, кислород когда-то пойдет на синтез неона – и далее по цепочке вплоть до железа. С железом начинаются проблемы, поскольку термоядерный синтез железа не вырабатывает энергию, а поглощает ее. Далее судьба звезды зависит от массы, но самый драматичный сценарий предполагает, что топлива у нее не осталось, сила сжатия начинает свой штурм, и звезда коллапсирует под собственной массой. Сжатие происходит так стремительно, что внутри образуется гигантская температура, приводящая к взрыву и выплескиванию содержимого звезды в космос. В этот момент яркость звезды возрастает в миллионы раз, и мы называем это «взрыв сверхновой».

Благодаря этому процессу мы все с вами и живем. Взрыв сверхновых – главный поставщик химических элементов во Вселенной. Водород вашего тела, а его много, образовался в результате Большого взрыва 13,8 млрд лет назад. Часть гелия образовалась тогда же, поэтому в шарике с гелием, так и норовящем улететь в небеса, есть частичка материи Большого взрыва. Все элементы таблицы Менделеева до железа, а это и углерод (главный структурный элемент любой органики), и азот, и кислород, – все они образовались в результате горения звезд. Еще раз вдумайтесь в это: ваше тело состоит буквально из звездной пыли, мы все фактически и есть звездная пыль. Атомы железа и более тяжелые элементы образуются в результате взрыва сверхновых. Чтобы образовалась такая планета, как наша, чтобы на ней зародилась жизнь, чтобы вы могли в итоге читать эти строки, было необходимо несчетное количество взрывов далеких звезд, раскидавших свои внутренности по космосу. Все, к чему вы можете притронуться и чем будете всю жизнь оперировать, как и наша планета, – лишь звездная пыль.

И наше Солнце отчасти тоже. Точнее, если мы будем создавать аналогию с костром, то в костре Солнца есть пепел других звезд. Одна из распространенных теорий возникновения Солнца гласит, что его формирование вызвано взрывом одной или нескольких сверхновых неподалеку. На это намекает аномально большое количество золота и урана в его недрах, которые появляются лишь в результате подобных взрывов.

Кстати, сейчас Солнце находится в середине своего жизненного цикла: по современным оценкам, оно прожило 4,5 млрд лет из отведенных для звезд с такой массой 10 млрд. Каждую секунду 4 млн тонн водорода идут на выработку гелия, образование энергии в виде излучения и потока неуловимых нейтрино. По мере того как Солнце постепенно расходует запасы своего водородного горючего, оно становится всё горячее, а его светимость медленно, но неуклонно увеличивается. К возрасту 5,6 млрд лет, через 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет на 11 % ярче. Для жизни на нашей планете это не очень хорошие новости, поскольку повышение солнечной активности на 11 %, а это температура на поверхности звезды в 5800 К (максимальная температура, которой достигнет поверхность Солнца за свою жизнь), приведет к серьезному изменению климата, повышению темпов испарения воды и, соответственно, серьезному парниковому эффекту. Вероятно, таким парником, как Венера, где температура на поверхности 464 °C, наша планета не станет, но жизнь на ней сильно изменится.

К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастет на 40 %. Вот тут уже начнутся серьезные проблемы для нашей планеты, поскольку большая часть воды испарится: часть улетучится в космос, часть покроет атмосферу раскаленным газом. Скорее всего, это приведет к окончательному уничтожению всех наземных форм жизни. В то же время водородное топливо в солнечном ядре заканчивается, внешняя оболочка расширяется, поскольку силы гравитации ее перестают удерживать, а ядро сжимается и все более нагревается.