Чи може Земля колись стати планетою-шахраєм?

Приблизно через 5 мільярдів років Сонце помре.  Але з віком вона ставатиме яскравішою та гарячішою, і приблизно через 500 мільйонів років наша зірка нагріє Землю до невиправданості. Але чи є спосіб врятувати нашу планету від її катастрофічної загибелі? 

Дійсно, є. Наші далекі нащадки могли красти енергію з орбіти Юпітера і віддавати її Землі. Але якщо вони зрозуміють це неправильно, вони відправлять нашу планету на виліт із Сонячної системи.

Земля трималася стабільно на своїй орбіті більше ніж 4 мільярдів років, але вона зіткнулася з нестабільним народженням. Рання Сонячна система була наповнена десятками, якщо не сотнями, твердих тіл, які називалися планетезималями, і всі вони змагалися, щоб накопичити якомога більше матеріалу й стати повноцінними планетами, перш ніж його вкрадуть інші.

У цьому хаосі планетезималі зіткнулися, підійшли надто близько одна до одної та були розбиті зростаючою силою тяжіння газових гігантів. З цих десятків потенційних планет вижили лише вісім; решта були або запущені на сонце, або викинуті в міжзоряний простір.

У майбутньому теж все буде не так добре. Щодня сонце стає дещо гарячішим і яскравішим — це природний побічний продукт накопичення гелію в результаті злиття водню в його ядрі. Приблизно через 500 мільйонів років Сонце стане настільки гарячим, що океани Землі випаруються, тектоніка плит зупиниться, а в атмосфері накопичиться стільки вуглекислого газу, що наша планета буде схожа на Венеру. Щоб врятуватися, нам доведеться грати в ті самі гравітаційні ігри, до яких звикла наша молода сонячна система.

Смертельний танець 

Уявіть, що ви стоїте на залізничних коліях і прямо до вас прямує поїзд. Якби ви хотіли, щоб ваша швидкість збігалася з потягом, ви могли б просто дозволити йому врізатися в вас — і хоча деякі ваші частини можуть досягти необхідної швидкості, це, ймовірно, буде не таким, як ви планували. Але натомість скажіть, що у вас із собою був ідеальний стрибучий м’яч — м’яч, який ніколи, ніколи не зламається. (Це потрібно, щоб ця аналогія спрацювала, але не намагайтеся це зробити вдома.)

Якби ви кинули м’яч у поїзд, він би влучив у поїзд і відскочив до вас набагато швидше, ніж ви його кинули, тому що він мав би початкову швидкість плюс швидкість поїзда. Це трохи сповільнило б потяг, але оскільки в нього було б так багато доступної енергії, він би навіть не помітив. Якби ви піймали м’яч, ця енергія передалася б вам, трохи прискоривши вас. Якби ви повторювали цей процес знову і знову, зрештою ви б зрівнялися зі швидкістю поїзда — безпечно.

Щоб врятувати Землю, нам доведеться підвищити її орбіту, безпечно тримаючи її якомога далі від сердивішого сонця. Підвищення орбіти Землі потребує енергії, але, на щастя, наша Сонячна система має купу енергії, доступної у вигляді орбіти Юпітера.

Створюючи орбітальну версію нашої аналогії з потягом, ми могли б взяти камінь (підійде будь-який камінь, але чим більший, тим краще) і надіслати його до Юпітера. Ми могли б обертати цей камінь навколо гігантської планети, позбавляючи частину її орбітальної енергії та передаючи її каменю, який повертався б до Землі. Потім ми повторили б маневр, але в протилежному напрямку, передавши частину енергії каміння нашій планеті.

Дюйм за дюймом ми могли б викрасти енергію з Юпітера (який, як і поїзд, навіть не помітив би) і підвищити орбіту Землі, зберігаючи її приємну та стабільну температуру.

Немає шляху назад 

Але якби ми помилилися, нам би довелося розплачуватися. Юпітер має велику орбітальну енергію. І за нашим сценарієм підкидання каміння ми створили б явище, яке називається ефектом резонансу. Кожен окремий прохід скелі не буде вносити багато енергії, але якщо це відбуватиметься регулярно, за тією самою схемою, час за часом, тоді ця невелика частка енергії підсилитиме себе, посилюючи ефекти.

Якби ми не були обережні, ми могли б віддати Землі стільки енергії, що вона досягла б сонячної швидкості, назавжди покинувши Сонячну систему. Зникнувши, він ніколи не повернеться, приречений блукати космосом як планета-шахрай. Планета все ще матиме внутрішнє тепло, тому вулкани та гарячі джерела все ще працюватимуть, але ми будемо замкнені в постійній ночі, що катастрофічно охолодить атмосферу (не кажучи вже про вбивство всіх рослин і водоростей).

Астрономи вважають, що такі сценарії резонансу природно призводять до вивільнення ще більшої кількості планет-ізгоїв (карликових планет) пізніше в житті сонячних систем. Наприклад, Нептун і Плутон знаходяться в резонансі, і неможливо передбачити, куди орбіта Плутона заведе його за останні 10 мільйонів років. Існує невелика ймовірність того, що Меркурій опиниться в резонансі з Юпітером — і невелика ймовірність того, що в наступний мільярд років він просто вийде з Сонячної системи.

Астрономи підрахували, що на кожну зірку припадає від 0,25 до 10 000 планет-ізгоїв, усі вони дрейфують крізь міжзоряні пустелі Чумацького Шляху. Це число, зрозуміло, широке, оскільки ми маємо небагато спостережень за планетами-шахраями, і тому важко побудувати надійну статистику. Але будемо сподіватися, що наші майбутні нащадки випадково не додадуть до списку ще одного. Джерело