Какие угрозы из космоса могут разрушить Землю?

МБОУ Редькинская СОШ

РЕФЕРАТ ПО ФИЗИКЕ

на тему

Космические угрозы для нашей планеты:
что, когда и как может уничтожить Землю?

Выполнил Ярослав Д., 11 класс.

2017/2018 учебный год

Введение. Как Земля может погибнуть и когда это случится

Жизнь существует на Земле только потому, что она балансирует на тонком и невероятном равновесии. Наша атмосфера, близость к Солнцу и бесчисленные другие прекрасные совпадения не только позволяют живым существам выживать и развиваться, но и процветать. И вот мы, сидя за столом, забываем, какое это исключительное чудо — жизнь на Земле. 

Но всё хорошее когда-то должно закончиться.

Пространство космоса наполнено и удивительными чудесами, и огромными угрозами, которые могут уничтожить жизнь на Земле. Каковы шансы, что планета-изгой упадёт на нашу планету? Это всего лишь одна катастрофа, которой глубоко обеспокоены учёные. Огромные солнечные вспышки, всплески гамма-излучения, взрывы сверхновой близлежащих звёзд и вторжение внеземных форм жизни — вот лишь некоторые из потенциальных космических катастроф, которые астрономы считают возможными

Жизнь на этой планете, вероятно, не прекратится ещё миллиарды лет. Но жизнь может существовать в разных формах. В один прекрасный день Земля уже не будет носить на себе что-то, напоминающее жизнь, как мы её знаем сегодня. В зависимости от перипетий астрофизики, катастрофа может произойти и завтра, и в любое время. Есть много способов, как Земля может погибнуть.

Итак, каковы основные угрозы из космического пространства, которые могут уничтожить человечество и даже Землю?

Хищные инопланетяне

Некоторые учёные-эксперты считают, что хищные инопланетяне из космоса могут стереть человечество с лица Земли. Это не фантастика, это мнение учёных.


Следует ли человечеству пытаться связаться с инопланетными цивилизациями? Исследователи и космонавты разрабатывают новые технологии, направленные на обращение к потенциальным формам жизни в других солнечных системах. Эти новые методы сигнализации включают в себя микроэлектронные космические аппараты, содержащие сообщения от Земли, лазерные сообщения, передаваемые в соседние галактики.

Однако не каждый астроном считает, что сигнализация нашего существования в космос — мудрая идея. Лусианна Вальковиц, астрофизик из планетария Адлера в Чикаго, предупреждает, что “есть вероятность, что контакт не обязательно будет иметь наши интересы в виду”.

Космолог Стивен Хокинг повторяет это мнение. В 2010 году Хокинг сказал, что: “Мы должны смотреть только на себя, чтобы увидеть, как интеллектуальная жизнь может превратиться в то, с чем мы не хотели бы встретиться”.

Более конкретно. Учёный отметил, что встреча между европейскими исследователями старого мира и индейцами “не получилась хорошей” [для индейцев]. Хокинг показывает перспективу, что гораздо более технологически развитая чужеродная культура может попытаться эксплуатировать или даже уничтожить человечество.

Столкновение с астероидом

Астероиды — гигантские охотничьи породы, проносящиеся через нашу солнечную систему. Эти огромные валуны падали на землю раньше, с катастрофическими последствиями. Космологи считают, что столкновение астероида с нашей планетой спровоцировало вымирание динозавров.


Астероид диаметром около 10 километров погубил динозавров, а если астероид окажется в десять раз больше, то будет уничтожено вообще всё живое (а может быть, и сама планета).

Воздействие может быть настолько интенсивным, что океаны будут кипеть целый год! Выживут только самые теплостойкие микробы.

Учёные считают, что угроза астероидов достаточно серьёзна, и они разрабатывают оборонительные системы для защиты нашей планеты. Однако чрезвычайно крупные из них может быть невозможно отклонить с траектории даже с помощью межгалактического ядерного оружия. Эксперты утверждают, что достаточно большой удар может вызвать цунами, пожары и другие стихийные бедствия, которые сделают большую часть Земли практически необитаемой.

Солнечная вспышка и другие звёзды

Солнце — огромный котёл конденсированной энергии. Периодически он излучает огромные всплески излучения в виде солнечных ветров. Земля защищена от воздействия этих солнечных вспышек магнитным полем. Но иногда эти вспышки настолько мощны, что их воздействие ощущается на нашей планете.


Например, в 1859 году последствия солнечной бури были очевидны на Земле. Событие Каррингтон, как сейчас известно, включало в себя широкое вмешательство в работу электрического оборудования. Конечно, тогда воздействие радиационных всплесков было минимальным. Сейчас же человечество гораздо больше зависит от электронных устройств. 

Учёные полагают, что подобный солнечный шторм может выбить коммуникационные устройства, компьютеры, GPS-сигналы и электрические сети. Каждый гаджет, который работает от электричества, может пострадать. Если солнечная вспышка будет достаточно большой, человечество окажется в хаосе.

Другие звёзды

Кстати, через сотни миллионов лет ближайшие звёзды могут долететь до Солнечной системы и разорвать её чудовищной гравитацией. 

Сегодня также считают, что Галактика Андромеды через пять миллиардов лет поглотит Млечный Путь, и Земля погибнет.

Будущее Солнца

Если Солнце остынет, разогреется, изменит светимость или вспыхнет сверхновой – в любом случае мы погибнем. Мы полностью зависим от него.

В настоящее время Солнце находится на полпути своей жизни, стабильно превращая водород в гелий. Но это не будет длиться вечно. Миллиарды лет спустя у Солнце станет мало водорода, оно начнёт использовать гелий. Это более энергичная реакция, которая подтолкнёт слои Солнца наружу, и, возможно, Землю начнёт притягивать к Солнцу. Мы сгорим и испаримся.

Другой вариант развития событий — что расширение Солнца вытолкнет Землю с орбиты. Тогда наша планета умрёт замороженной, как планета-изгой, не привязанная к какой-либо звезде и дрейфующая пустоте.

Мы окажемся на планете-изгое или столкнёмся с такой планетой

Говоря о планетах-изгоях... миры часто выбиваются из своих Солнечных систем во время различных изменений. Согласно последним моделям, отношение планет-изгоев в Млечном пути приходится как одна на 100.000 обычных планет. Эта участь может постигнуть Землю.

Из-за этих планет Земля может попасть на смертельную орбиту: именно такое тело может столкнуть нас с орбиты, а не только вспышка Солнца. 

Или другой вариант: столкновение. Это не было бы чем-то беспрецедентным. Около 4,5 миллиардов лет назад маленькая планета врезалась в большую планету в Солнечной системе — так появились Земля и её спутник Луна.

Новое столкновение заставит куски Земли разлететься по всей Солнечной системе и расплавит Землю на 100%. Когда новая планета в конечном итоге реформируется и остынет, никто не знает, будет ли она пригодной для жизни.

Одна из планет-изгоев может дрейфовать в Солнечной системе и дестабилизировать положение Земли, сдвинув нашу планету в экстремальные условия, на негостеприимную орбиту. Как планета-изгой, Земля станет ледяным шаром. Между тем, значительное гравитационное поле может также устроить здесь экстремальные смертоносные сезоны, которые будут чередоваться волнами: то невероятно холодно, то невыносимо жарко.

Мир, который достаточно велик и дрейфует достаточно близко, может даже выгнать нас из Солнечной системы полностью. Или заставить нас столкнуться с соседней планетой, Венерой или Меркурием.

Спутниковое разрушение

Китай, Россия и США участвуют в гонке вооружений в космосе. Скорее всего, сценарии орбитального конфликта включают в себя появление камикадзе и роботных космических аппаратов, которые уничтожают или отключают конкурирующие спутники. Однако учёные предупреждают, что конфликт в стиле “звёздных войн”, который начинается в космическом пространстве, может вызвать цепную реакцию, вызывающую хаос здесь, на Земле.

Может быть, мы не сможем уничтожить планету, но вот поставить под угрозу жизнь человечества — можем.

Землю пожирает странствующая чёрная дыра

Учёные считают, что чёрные дыры бродят по космосу, подобно планетам-изгоям. Не исключено, что они могут пройти через Солнечную систему. Небольшая чёрная дыра может безвредно пройти через Землю, но что-нибудь большее, чем масса Луны, вызовет большие проблемы.


Эксперты считают, что странствующая чёрная дыра в космосе может однажды проглотить Землю. Если свет не может убежать, то Земля точно не сможет. 

Есть две идеи о том, что может произойти после точки невозврата, учитывая достаточно большую чёрную дыру:

1. За горизонтом событий атомы могут растягиваться до тех пор, пока они полностью не распадутся.

2. Другие физики предположили, что мы сместимся прямо в конец Вселенной или окажемся в совершенно другом мире.


Чёрные дыры являются одними из самых загадочных явлений в мире. Они появляются, когда умирающие звёзды рушатся и их невероятно плотная масса деформирует ткань пространства и времени. Следовательно, интенсивные гравитационные поля, окружающие чёрную дыру, пожирают всё вещество в окрестностях. Даже свет не может избежать водоворота разрушения, исходящего из глаза чёрной дыры...

Многие астрономы считают, что “откатные” чёрные дыры — которые были выброшены из своих галактик, как камень в рогатке — скитаются по Вселенной. Некоторые космологи полагают, что в случае такого столкновения наша планета будет уничтожена, другие предполагают, что мы будем доведены до конца времён, в то время как третьи говорят, что Земля может оказаться в параллельной Вселенной. 

Чёрные дыры — такая же нераскрытая территория, как и смерть.

Даже если чёрная дыра не проглотит Землю, она может пройти достаточно близко, чтобы вызвать землетрясения и другие разрушения, выгнать нас из Солнечной системы или спиралью отправить нас прямо на Солнце.

Гамма-всплеск

Атмосфера Земли может быть уничтожена при взрыве гамма-излучения.

Гамма-излучения, или гамма-всплески — это одни из самых мощных явлений во Вселенной. Большинство из них являются результатом коллапса огромных звёзд, когда те умирают. Один короткий взрыв может излучать больше энергии, чем наше Солнце за всю жизнь!

Гамма-всплески — это интенсивные всплески излучения, сфокусированные на узком луче. Они создаются при взрыве сверхновых или пульсирующих двойных звёздных систем. Гамма-взрыв, направленный на Землю, может разрушить озоновый слой. 

Правда, такое событие очень маловероятно. Но учёные считают, что нашли доказательства того, что Земля была сбита гамма-лучами в 8 веке. Человечество тогда, конечно, пережило этот инцидент. Но в следующий раз нам может не повезти. Ведь, как отмечает профессор Ральф Нойхаузер из Университета Йены, “гамма-всплески — это очень, очень взрывные и энергичные события”.

Действительно, количество испускаемой энергии считается равным миллиарду триллионов Солнц, которых более чем достаточно, чтобы прожарить атмосферу Земли. Эта энергия способна снять озоновый слой в мгновение ока, затопить Землю опасным ультрафиолетовым светом и вызвать быстрое глобальное охлаждение.

Возможно, именно эта причина вызвала первое массовое вымирание 440 миллионов лет назад.

Межзвёздные облака пыли

Опасность столкновения с астероидами-изгоями, кометами и даже планетами достаточно велика. Однако менее известна другая опасность, с которой может столкнуться наша планета: что будет, если она пройдёт через межзвёздное облако пыли?

Эта угроза впервые была озвучена британским астрономом Уильямом Маккреа ещё в 1975 году. Вполне возможно, что наша Солнечная система будет препятствовать прохождению сквозь пространство газообразных и молекулярных пылевых облаков, созданных остатками давно погибших звёзд. Эта космическая пыль может вызвать глобальное похолодание в массовом масштабе, так как солнечный свет не сможет дойти до Земли. Если космическое облако пыли будет достаточно густым, человечество может окунуться в новый ледниковый период.

Магнитное поле Земли

Что ещё может погубить Землю? Оказывается, многое! Расплавленное ядро Земли, например, может остыть. Чем нам это грозит? Давайте разберёмся.


Земля окружена защитным магнитным щитом, называемым магнитосферой.


Поле генерируется вращением Земли, которая вращается толстой оболочкой из жидкого железа и никеля (наружное ядро) вокруг твёрдого шарика из металла (внутреннее ядро), создавая гигантское электрическое поле, как динамо-машина.


Магнитосфера отклоняет энергетические частицы, которые исходят от Солнца. В результате попадания высокоэнергетических частиц воздух Земли может показывать красивые ауры северного сияния, а иногда и разрушительные геомагнитные бури.


Но если ядро остынет, мы потеряем нашу магнитосферу, а также нашу защиту от солнечных ветров, которые потихоньку вытянут нашу атмосферу в космос.


Марс — когда-то богатый водой и густой атмосферой — пострадал от этой же участи миллиарды лет назад, что привело к почти безвоздушному, и, кажется, безжизненному миру, который мы знаем сегодня.

Большой разрыв всей Вселенной

Вселенная может разорваться на куски: это убьёт всю Вселенную, а не только Землю.

Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики говорит о том, что может существовать таинственная сила, называемая тёмной энергией, которая толкает Вселенную всё быстрее и быстрее. Если это будет продолжать ускоряться, возможно, через 22 миллиарда лет сила, удерживающая атомы вместе, потерпит крах — и вся материя во Вселенной растворится в радиацию.


Заключение. Каждые 26 миллионов лет

Космические события обычно затрагивают Землю раз в 26 миллионов лет.


Космическое пространство кажется далёким. Но межгалактические события оказывали большое влияние на жизнь на Земле — как во благо, так и во зло. По мнению астрономов, по крайней мере некоторые массовые вымирания были вызваны влияниями из-за пределов нашего мира. Действительно, похоже, Земля страдает от космических катастроф примерно раз в 26 миллионов лет.

С учётом этого профессор астрономии Ирвинг Роббинс из Колледжа Статен Айленда (CUNY), говорит о вероятности того, что Земля может попасть под галактическое событие:

“Наша планета страдает примерно каждые 26 миллионов лет от крупного астероида или удара с кометами, с глобальным ущербом. В настоящее время уже около миллиона лет нам "не хватает" такого воздействия, которое может произойти или не произойти. Именно по этой причине в последние два десятилетия на Земле много времени уделяется поиску космических объектов вблизи Земли, которые представляли бы угрозу нашему существованию.

Поскольку мы очень хорошо справляемся с орбитальными расчётами, пока никакой серьёзной угрозы не существует. Но мелкие объекты (которые вообще-то могут стереть с лица Земли целый город) могут появиться в ближайшее время. Будем надеяться, что мы увидим реальные угрозы раньше и сможем что-то сделать. Если цель — астероид, у нас будут годы планирования действий. Но если это комета (и возможная глобальная катастрофа), то у нас будет всего несколько месяцев на поиск решения.

В настоящее время, никакой реальной защиты не существует.”

Кто знает, что может произойти после глобального бедствия, если люди не выживут? Возможно, некоторые микробы выживут, чтобы вернуться к более сложной жизни. Надежда на разумную жизнь есть всегда...


Список литературы

GET WIRED MAGAZINE. Don't Let the Future Leave You Behind. Ancient Asteroid Boiled Oceans, Burned the Sky, and Shook Earth for a Half-Hour.

National Geographic. Gamma-Ray Burst Caused Mass Extinction?

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Business Insider, Science. 8 terrifying ways the world could actually end.

Live Science. Did Deadly Gamma-Ray Burst Cause a Mass Extinction on Earth?

NASA Goddard Spaceflight Center.

Newsweek, These Threats From Outer Space Could End Life on Earth by Daniel Brown on 1/20/17.

Журнал "В мире науки" (Scientific American) № 8/9, 2017.

Журнал "В мире науки" (Scientific American) № 10, 2017.

Журнал "В мире науки" (Scientific American) № 11, 2017.

Вацлав Смил: Глобальные катастрофы и тренды. Следующие 50 лет.
Global Catastrophes and Trends. The Next Fifty Years. Изд. АСТ-Пресс, 2012 г.

Лев Невский: Защита от глобальных природных катастроф. Изд. Спутник+, 2017 г.

"Кронос". Альманах о тайнах древних цивилизаций: глобальные катастрофы и исчезнувшие цивилизации. Изд. Вече, 2014 г.