چگونه از پخته شدن زمین در برابر خورشید فوق سوزان جلوگیری كنیم؟

چگونه از پخته شدن زمین در برابر خورشید فوق سوزان جلوگیری كنیم؟نجوم و فضاعلمیشنبه ۱۵ اردیبهشت ۱۴۰۳ - ۲۲:۳۰مطالعه 9 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتخورشید طی چندصد میلیون سال آینده به قدری داغ و درخشان می‌شود كه عملا حیات روی زمین ممكن نخواهد بود .

اما چگونه می‌توان سكونت‌پذیری زمین را افزایش داد؟تبلیغاتروزی خورشید وارد مرحله‌ای خواهد شد كه دیگر حیات روی زمین ممكن نخواهد بود و سیاره ما صرفا به توده‌ای از آهن و نیكل تبدیل می‌شود. خبر خوب این است كه اگر تمام تلاشمان را به‌كار ببریم، حتی پس از داغ شدن بیش از حد خورشید می‌توانیم سكونت‌پذیری خانه خود را حفظ كنیم .

كپی لینككابوس بیداركنندهخورشید به‌‌تدریج در طول زمان به شكل بی‌رحمانه‌ای درخشان‌تر، داغ‌تر و بزرگ‌تر خواهد شد. میلیاردها سال پیش وقتی مجموعه‌ای از مولكول‌ها به رقص با یكدیگر پرداختند و به موجوداتی زنده تبدیل شدند، خورشید ۲۰ درصد كم‌نورتر از امروز بود .

در آن زمان، حتی دایناسورها با ستاره‌ای ضعیف‌تر و كوچك‌تر روبه‌رو بودند.امروزه خورشید در نیمه راه عمر هیدروژنی خود قرار دارد و هنوز ۴ میلیارد سال با وارد شدن به فاز مرگ فاصله دارد. با این‌حال طی چند صد میلیون سال آینده، دما و درخششی كه امروز حیات‌بخش سیاره خاكی‌مان است به نابودی آن خواهد انجامید .

چند صد میلیون سال در مقیاس كیهانی مانند چشم‌برهم زدن است.خورشید روز به روز بزرگ‌تر و پرنورتر می‌شود.خورشید بر اساس ویژگی‌های بنیادی فیزیكی خود، بذرهای نابودی‌اش را می‌كارد. در شرایط فعلی ستاره‌ی ما در هر ثانیه، ۶۰۰ میلیون تن هیدروژن مصرف می‌كند؛ به‌طوری‌كه اتم‌ها در یك دوزخ هسته‌ای با دمای بیش از ۱۵ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد به یكدیگر كوبیده می‌شوند .

از این ۶۰۰ میلیون تن، ۴ میلیون تن هیدروژن به انرژی تبدیل می‌شود كه برای روشن كردن كل منظومه شمسی كافی است.واكنش همجوشی كاملا تمیز نیست و فرآورده‌ی حاصل از آن هلیوم است. هلیوم جایی برای رفتن ندارد، زیرا چرخه‌های همرفتی عمیقی كه به صورت پیوسته مواد داخل خورشید را زیر رو رو می‌كنند، به هسته كه محل شكل‌گیری هلیوم است، نمی‌رسند؛ بنابراین هلیوم همان‌جا به شكلی بی‌استفاده، بی‌حركت و راكد باقی می‌ماند .

خورشید در هر ثانیه ۶۰۰ میلیون تن هیدروژن مصرف می‌كنددر عصر حاضر، خورشید در هسته‌ی خود به دما و فشار بالا برای همجوشی هلیومی نرسیده است؛ بنابراین هلیوم همان‌جا می‌ماند و جرم كلی هسته را بدون اینكه چیز دیگری برای همجوشی به آن بدهد، افزایش می‌دهد .

خوشبختانه خورشید می‌تواند این فرآیند را از طریق موازنه‌ی هیدرواستاتیك جبران كند.خورشید در تعادل پیوسته در لبه‌ی یك چاقوی هسته‌ای قرار دارد. در یك سمت انرژی حاصل از فرآیند همجوشی آزاد می‌شود كه اگر بدون كنترل رها شود می‌تواند خطر انفجار یا حداقل انبساط خورشید را به دنبال داشته باشد .

در مقابل این نیرو، وزن گرانشی خورشید قرار دارد كه نیرویی به سمت داخل را وارد می‌كند. اگر این نیرو آزاد شود، گرانش خورشید باعث فروپاشی و تبدیل آن به سیاه‌چاله‌ای در ابعاد یك شهر متوسط خواهد شد.بنابراین وقتی نیروی توقف‌ناپذیر با فشاری غیرقابل مقاومت روبه‌رو شود، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ تعادلی خوشایند به وجود می‌آید و خورشید می‌تواند به مدت میلیاردها سال به حیاتش ادامه دهد .

اگر به هر دلیل دمای دوزخ هسته‌ای درونی به صورت تصادفی افزایش پیدا كند، دیگر نقاط ستاره هم داغ شده و لایه‌های بیرونی آن متورم می‌شوند. به این ترتیب فشار گرانش كاهش می‌یابد و واكنش‌های هسته‌ای كند می‌شوند .

اگر خورشید به‌صورت تصادفی منقبض شود، مواد بیشتری خود را وارد هسته می‌كنند و در آنجا در رقص هسته‌ای حضور می‌یابند. انرژی آزادشده درنتیجه‌ی این اتفاق به تورم دوباره‌ی ستاره تا نسبت‌های عادی منجر می‌شود.خورشید پیش از مرگش زمین را نابود خواهد كرد .

از سویی هلیوم كه فرآورده‌ای هسته‌ای است، جایگزین هیدروژن شده و تعادل را برهم می‌زند. خورشید در این حالت چاره‌ای جز كشش درونی ندارد، چرا كه گرانش تسلیم‌ناپذیر است. در این حال واكنش‌های هسته‌ای شدت می‌گیرند و دما را افزایش می‌دهند كه در نهایت این فرآیند باعث درخشش و انبساط سطح خورشید می‌شود .

به آرامی با ادامه‌ی انباشته‌شدن هلیوم در هسته‌ی خورشید یا هر ستاره‌‌ای با جرم مشابه، خورشید بزرگ‌تر شده و در واكنش به این فرآیند درخشان‌تر می‌شود. به سختی می‌توان پیش‌بینی كرد كه دقیقا چه زمانی این درخشش برای زمین فاجعه‌بار شود، این مسئله به شدت به رابطه‌ی بین پرتوها، جو و اقیانوس ربط دارد؛ اما تخمین كلی این است كه ما تقریبا ۵۰۰ میلیون سال تا غیرممكن شدن حیات روی زمین زمان داریم .

بیشتر بخوانیدآیا منظومه شمسی از مرگ خورشید جان سالم به‌در خواهد برد؟13 آبان 99مطالعه '3خورشید سوزان دمای سطح زمین را افزایش خواهد داد. در دماهای بالاتر اقیانوس‌ها تبخیر می‌شود. از آنجا كه بخار آب یك گاز گلخانه‌ای مهم به شمار می‌رود، ماندن بخش زیادی از آن در جو زمین به دماهای سطحی بیشتر می‌انجامد .

دماهای بیشتر به تبخیر هرچه بیشتر اقیانوس‌ها می‌انجامند و زمینه را برای چرخه‌ی گلخانه‌ای فراهم می‌كنند. در نهایت شاهد گریز بخش زیادی از ‌آب‌های زمین به داخل جو خواهیم بود.بدون وجود آب برای روغن‌كاری فعالیت تكتونیكی، صفحات تكتونیكی متوقف می‌شوند .

بدون فعالیت تكتونیكی برای بیرون‌كشیدن كربن از جو زمین، تراكم هوای سیاره به‌شدت افزایش می‌یابد. درنتیجه طی چند صد میلیون سال به زهره، سیاره دوقلوی زمین تبدیل می‌شویم كه همین سرنوشت را میلیاردها سال پیش تجربه كرد؛ دو دنیای مرده در دستان ستاره‌ی والد خود .

با جابه‌جایی مدار زمین می‌توان آن را از شر خورشید نجات داد.كپی لینكتغییر موقعیت سیارهكمربند حیات به منطقه‌ای در اطراف یك ستاره گفته می‌شود كه در آن دما برای جریان آب مایع روی سطح یك سیاره مناسب باشد. در نزدیكی ستاره دما بسیار بالا است و مانع از هر گونه پیچیدگی جوی می‌شود، به‌طوری‌كه آب فقط در حالت بخار موجود است .

خارج از این محدوده نیز دما بسیار پائین است.زمین در حال حاضر تقریبا در وسط كمربند حیات خورشید قرار دارد، زهره در لبه‌ی داخلی و مریخ تقریبا خارج از این محدوده قرار گرفته‌اند. با بالا رفتن سن خورشید و افزایش درخشندگی‌اش، كمربند حیات هم به نقاط دوردست‌تری از منظومه شمسی خواهد رسید؛ بنابراین اگر می‌خواهیم زمین از این فرآیند جان سالم به در ببرد، باید آن را جابه‌جا كنیم .

جابه‌جایی یك سیاره كار ساده‌ای نخواهد بود؛ اما خوشبختانه با مقیاس‌های زمانی نجومی وسیعی روبه‌رو هستیم و لازم نیست زمین را همین امروز جابه‌جا كنیم. در واقع صدها میلیون سال برای برنامه‌ریزی این جابه‌جایی زمان داریم .

برای این كار می‌توانیم از نیروی پایدار یكسانی استفاده كنیم كه سیاره‌ها را در مدار خورشید حفظ می‌كند و آن نیرو چیزی نیست جز گرانش.اولین كاری كه باید انجام دهیم، یافتن یك منبع انرژی است. بالا بردن مدار زمین مستلزم مقدار زیادی انرژی است و این انرژی را باید از جایی تأمین كرد .

خوشبختانه می‌توانیم از سیاره مشتری استفاده كنیم. از آنجا كه این جهان گازی ۳۱۸ برابر سنگین‌تر از زمین است، حركت ساده‌ی آن در آسمان مقدار شگفت‌انگیزی انرژی جنبشی فراهم می‌كند و می‌توان مقدار كمی از آن را قرض گرفت .

تقریبا ۵۰۰ میلیون سال تا نابودی زمین توسط خورشید فاصله داریماز طریق برهم‌كنش‌های مداری می‌توان انرژی مشتری را به زمین منتقل كرد. برای درك بهتر این مسئله، فرض كنید درون سكویی چرخ‌دار روی خط آهن ایستاده‌اید و قطاری به سمت شما حركت می‌كند .

نمی‌توانید از سر راه قطار كنار بروید (زیرا در این صورت این تشبیه سرگرم‌كننده نیست)؛ بنابراین تنها شانس شما برای زنده ماندن این است كه حداقل به اندازه‌ی قطار سریع حركت كنید. البته اگر خیلی ساده اجازه دهید قطار با شمار برخورد كند، آن وقت سرعت شما با سرعت قطار تطبیق می‌یابد اما نه به شیوه‌ای كه انتظارش را دارید .

در عوض می‌توانید دست در جیب خود كرده و یك توپ گوشتی جهشی را بیرون بیاورید. فرض كنید، این توپ مقاوم و نابودنشدنی است. توپ را به سمت قطار پرتاب می‌كنید. توپ به قطار برخورد كرده و بازمی‌گردد. سپس آن را می‌گیرید و كمی به سمت جلو حركت می‌كنید .

فقط با كمی تمرین و از طریق حفظ ساده‌ی تكانه متوجه می‌شوید كه می‌توانید اندكی از انرژی قطار را بدزدید و آن را به خودتان و سكوی چرخ‌دار بدهید. قطار به‌سختی این برخوردها را متوجه می‌شود، اما شما آن را درك می‌كنید .

اگر نیروی كافی را به دست بیاورید می‌توانید در مسیر حركت كنید بدون اینكه با فاجعه روبه‌رو شوید.بیشتر بخوانیدآیا زمین روزی می‌تواند منظومه شمسی را ترك كند؟19 شهریور 01مطالعه '4حالا به نمونه‌ی زمین و مشتری بازگردیم .

تشبیه فوق برای جلوگیری از برخورد مشتری با سیاره‌مان مناسب است، با این تفاوت كه به‌جای توپ‌های جهشی از سیارك‌ها استفاده می‌كنیم. می‌توانیم سیارك‌ها را روی مدارهای طولانی اطراف مشتری بفرستیم. در این سناریو، برهم‌كنش گرانشی سیاره مشتری و سیارك به افزایش سرعت سیارك و در مقابل، كاهش اندك سرعت حركت مشتری غول‌پیكر منجر می‌شود .

سپس می‌توانیم سیارك را به زمین برگردانیم آن را در جهت مخالف بچرخانیم و با آهسته ساختن حركت آن به نیروی موردنظر برسیم.اجرای فرآیند فوق به‌اندازه‌ی یك بار تأثیر چندانی ندارد؛ بنابراین باید آن را تا صدها میلیون سال تكرار كنیم تا زمین بتواند به مدارهای بالاتر برسد و به‌این‌ترتیب از خشم خورشید فرار كند .

اگر نوادگان ما بتوانند این فرآیند را كنترل كنند می‌توانند زمین را به نوار امنی از منطقه‌ی سكونت‌پذیر منتقل كنند.خورشید از طریق بادهای خورشیدی یا جریان ذرات جرم خود را از دست می‌دهد.كپی لینكتنظیم ستاره‌ایاگر به تغییر آرایش سیاره‌ها علاقه‌ای ندارید، اما از توانایی پروژه‌های ابرمهندسی برخوردار هستید، راه‌حل دیگری برایتان داریم .

مسئله‌ی اصلی خورشید این است كه هلیوم محصول طبیعی فرآیند همجوشی ستاره‌مان است. نسبت همجوشی هیدروژنی بر اساس جرم كلی خورشید تعریف می‌شود؛ هرچقدر ستاره‌ای بزرگ‌تر باشد، سریع‌تر می‌سوزد و به همین ترتیب ستاره‌های كوچك‌تر با سرعت آهسته‌تری می‌سوزند؛ بنابراین اگر بخواهیم مقدار تولید هلیوم را محدود كنیم، باید واكنش‌های همجوشی را آهسته كنیم .

ساده‌ترین راه این است كه جرم كلی خورشید را كاهش دهیم.خوشبختانه خورشید به صورت طبیعی جرم خود را كاهش می‌دهد، اما سرعت كافی را ندارد. سطح خورشید به‌صورت پیوسته جریانی بی‌پایان از ذرات باردار كوچك را منتشر می‌كند كه به آن باد خورشیدی می‌گوییم .

از نظر آمار در مقیاس انسانی، مقدار جرمی كه خورشید از طریق باد خورشیدی از دست می‌دهد برابر است با ۱ تا ۲ میلیون تن در ثانیه كه سرعتی فوق‌العاده بالا است؛ اما باید اندكی این سرعت را افزایش داد.خورشید در هر ثانیه یك تا دو میلیون تن از جرم خود را از طریق باد خورشیدی از دست می‌دهدیك روش برای افزایش سرعت اتلاف جرمی خورشید، داغ كردن سطح آن از طریق لیزر یا پرتوهایی خاص، میدان‌های مغناطیسی قوی یا هر مكانیزمی است كه نوادگان ما انتخاب كنند .

داغ كردن سطح خورشید به افزایش تولید بادهای خورشیدی منجر می‌شود و به‌این‌ترتیب سرعت اتلاف جرم خورشید افزایش می‌یابد؛ اما ذرات پرانرژی كه با سرعت زیادی منتشر می‌شوند برای سكونت‌پذیری زمین مناسب نیستند، بنابراین باید آن‌ها را به نقطه‌ای امن منتقل كرد .

یك روش برای كنترل بادهای خورشیدی، ساخت مجموعه‌ای از ایستگاه‌های شتاب‌دهنده‌ی ذرات در مدار اطراف استوای خورشید است. این ایستگاه‌ها به صورت پیوسته ذرات باردار را مبادله می‌كنند و یك حلقه‌ی جریان را به شكل كمربند خورشیدی می‌سازند .

این حلقه‌ی جریان باعث ایجاد یك میدان مغناطیسی چنبره‌ای (به شكل دونات) می‌شود كه می‌تواند باد خورشیدی را به جریان‌های خروجی قطبی در راستای محور چرخش خورشید تبدیل كند و به شكل ایمنی ذرات مضر را از سیاره‌مان دور سازد .

از میدان مغناطیسی چنبره‌ای می‌توان برای فشرده‌سازی ستاره استفاده كرد. بر اساس این روش، در ابتدا ایستگاه‌ها خاموش می‌شوند و به این ترتیب ذرات به درون خورشید سقوط می‌كنند. سپس با روشن كردن ایستگاه‌ها، میدان مغناطیسی دچار وقفه شده و روند سقوط وارونه می‌شود .

میدان مغناطیسی احاطه‌شده روی استوای خورشید فشرده می‌شود و ذرات را وادار می‌كند كه از قطب‌های خورشید دفع شوند.اگر نوادگان ما پیشرفته باشند می‌توانند باد خورشیدی گریزان را بگیرند و از آن برای اهداف دیگر مثل سیستم‌های رآكتور همجوشی برای تقویت یك تأسیسات كامل استفاده كنند و اگر خلاق باشند می‌توانند جریان خروجی باد خورشیدی را به یك جهت هدایت كنند و از آن به عنوان موشك تقویتی خورشیدی برای هدایت منظومه شمسی به نقاط جدیدی در راه شیری یا حتی خارج از كهكشان استفاده كنند .

بیشتر بخوانید:خورشید چه زمانی خاموش خواهد شد؟1 دی 00مطالعه '3مرگ خورشید احتمالا به ظهور حیاتی جدید منجر خواهد شد25 دی 02مطالعه '2البته تكنیك جابه‌جایی ستاره باعث كاهش درخشش خورشید می‌شود؛ چرا كه با وجود جرم كمتر، واكنش‌های همجوشی در فضای آرام‌تری جریان می‌یابند كه قدرت و ابعاد ستاره‌ی ما را كاهش می‌دهند .

به این ترتیب كمربند حیات به بخش داخلی‌تری سوق پیدا می‌كند. شاید در ابتدا متوجه این مسئله نشویم، زیرا كارهایی كه انجام می‌دهیم در تقابل با تمایل طبیعی كمربند حیات برای حركت به بیرون قرار دارند؛ اما در نهایت و پس از آنكه خورشید ۱۰ تا ۲۰ درصد از جرم خود را از دست داد، مجبور می‌شویم زمین را به بخش داخلی كمربند حیات منتقل كنیم تا به این ترتیب آن را در نقطه‌ی مطلوب نگه‌داریم .

در نهایت ستاره‌ای كوچك‌تر با عمر طولانی برایمان باقی می‌ماند. كوچك‌ترین كوتوله‌های سرخ با جرم اندكی بیشتر از یك دهم خورشید می‌توانند تا تریلیون‌ها سال به حیاتشان ادامه دهند؛ اما در عین حال ماهیت آشفته‌تری دارد، زیرا با توجه به جرم كمشان در معرض انفجارهای ستاره‌ای قرار دارند كه به صورت دوره‌ای باعث دو برابر شدن درخشش آن‌ها می‌شود .

اگر نوادگان ما بخواهند برای افزایش طول عمر خورشید در این راه قدم بگذارند، قطعا باید از این انفجارها جلوگیری كنند.به‌طوركلی و صرف‌نظر از همه چیز، اگر بشریت بتواند میلیاردها سال دوام بیاورد، احتمالا به موجودی میان‌سیاره‌ای یا میان‌ستاره‌ای تبدیل خواهد شد .

در این شرایط دیگر نیازی به نجات زمین نخواهد بود. شاید نوادگان دوردست ما بتوانند به نشانه‌ی احترام، زمینی را كه از آن برخاستند، حفظ كنند. شاید هم این كار ضروری باشد، زیرا هیچ دنیای دیگری مانند زمین برای زندگی مناسب نیست .

در نهایت شاید، پروژه‌ای هنری باشد، فرصتی برای خلق زیبایی و شگفتی در مقیاس میان‌سیاره‌ای، پیش از آنكه آتش‌های همجوشی هسته‌ای خورشید خاموش شوند و ستاره‌مان نفس آخرش را بكشد. فصل آخر داستانی كه میلیاردها سال حیات منظومه‌ی شمسی را به پایان می‌رساند .

منبع : https://www.zoomit.ir/space/420477-how-to-prevent-earth-cooking-sun/