10 'What-If' scenarier om vores solsystem

Vi lever på en lille, grøn planet med en enkeltmåne, der kredser en gul stjerne med nogle mindre indbydende stenige naboer i nærheden og mere fjerne naboer af større størrelse og gasformighed, som vi har opkaldt efter forskellige mytologiske gudheder. Når vi søger de mere fjerne områder i rummet, forsøger vi desperat at finde andre stjernesystemer, der kan have lignende behagelige verdener, for at livet kan udvikle sig. At værdsætte denne indsats og forstå, hvor heldig vi skal leve i det system, vi gør, kan ydes stor hjælp ved at udforske forskellige hypotetiske og vilde scenarier om, hvordan vores solsystem kan være meget, meget anderledes.

10 Mars tabte aldrig dens magnetiske felt

Mars havde engang en lovende atmosfære, der var varm, våd og domineret af kuldioxid, som blev ødelagt, da den røde planet mistede sit magnetfelt omkring 3.6 milliarder år siden, hvilket gjorde det muligt for Solens straffe solvind at fjerne atmosfæren. Dette skete forholdsvis hurtigt i kosmiske termer, med det meste af atmosfæren tabt inden for et par hundrede millioner år af magnetfeltet lukker ned. I dag er den martiske atmosfære omkring 1 procent af jordens havvandsniveau, og solvindene fortsætter med at spise den væk med en hastighed på ca. 100 gram pr. Sekund.

Vi ved, at der engang var et magnetfelt rundt om i verden, da der stadig findes magnetiserede sten på overfladen. Nogle mener, at tabet skyldtes tung asteroide bombardement, der forstyrrer varmeflowet i Mars, der genererede magnetfeltet. Hvis det ikke var sket, kunne Mars have bevaret sine primitive oceaner og måske være en anden livskilde i vores solsystem.

En anden teori tyder dog på, at det gamle magnetfelt kun har kun dækket halvdelen af ​​planeten, hvilket betyder, at det ikke ville have haft en langsigtet rentabilitet. Forståelse af sammensætningen af ​​den indre indre kerne er nøglen til dette spørgsmål. På jorden flyder flydende jern rundt om en varmere, mere solid kerne, der holder vores beskyttende magnetfelt på plads. Hvis Mars kun har en smeltet kerne, vil dette hjælpe med at forklare tabet.

Software engineer Kevin Gill lavede et ganske vist ikke-videnskabeligt forsøg på at modelere en beboelig Mars ved hjælp af NASA data og dens Blue Marble: Next Generation billeder. Gill sagde, at han spillede det lidt ved øre på detaljerne:

Jeg så ikke meget grønt at tage fat i området Olympus Mons og de omkringliggende vulkaner, både på grund af vulkansk aktivitet og nærhed til ækvator (dermed et mere tropisk klima). For disse ørkenlignende områder brugte jeg mest teksturer taget fra Sahara i Afrika og nogle af Australien. Ligesom terrenget bliver højere eller lavere i breddegraden tilføjede jeg mørkere flora sammen med tundra og isis. Disse nordlige og sydlige områdets teksturer er stort set taget fra det nordlige Rusland. Tropiske og subtropiske grønt var baseret på regnskoven i Sydamerika og Afrika.

9 Jorden har ingen måne

For omkring 4,5 milliarder år siden er det antaget, at et Mars-stort planetarisk embryo (kaldet Theia) styrtede ned i Jorden og sluged af nok sagen til at tillade skabelsen af ​​vores måne. Månens tidevandsvirkninger kan have påvirket tidlig vulkanisme og øget antallet af meteorvirkninger, hvilket ville have været ødelæggende for det tidlige liv. Nogle mener dog, at livet først udviklede sig omkring dybhavshydrotermiske ventiler, en proces, der ville have været positivt påvirket af tidevandsstrømme.

Hurtige månetider, hvor Månen var meget tættere på Jorden, kan have skabt overfladisk saltvand, hvor protonukleinsyrefragmenter ville binde molekylært ved lavvande og derefter dissociere ved højvande og i sidste ende give anledning til DNA. Ifølge paleobiologen Bruce Lieberman, "Jeg formoder, at livet i sidste ende ville have lavet jord uden tidevandet. Men de afledninger, der i sidste ende gav anledning til mennesker, var i første tider. "

Det er sandsynligt, at flodstrømmene bidrog til at transportere varmen fra ækvator til polerne, hvilket betyder, at isalarrangementer uden Månen ville have været mindre alvorlige, hvilket ville have reduceret det evolutionære pres på livet. Hvis livet udviklede sig på en jord uden mangel, ville det sandsynligvis have vist meget mindre forandring over tid og meget mindre mangfoldighed. Længden af ​​dagen ville også være anderledes uden Månen, som hjalp med at bremse den tidlige Jordens rotation fra en stikkende seks timer til en generøs 24 timer, samt stabilisere Jordens tilt og dermed dets årstider. Ethvert liv, der udvikler sig i en måneløs verden, skal håndtere ekstremt korte dage og nætter og sandsynligvis store klimaændringer.

Livsformer ville savne fordelen ved at bruge måneskin til at forblive aktive om natten, hvilket kunne ændre niveauet af natlig aktivitet og succesen af ​​nattspredning eller blot tilskynde udviklingen af ​​øjne, der kunne arbejde ved lyset af Melkevejen alene. Ethvert intelligent liv, der udviklede sig, ville mangle den kulturelle indflydelse af månen og hånden af ​​månekalendrene, der ofte anvendes af den tidlige civilisation.

8 jordens ringe

Efter kollisionen med den uberegnelige planet Theia havde jorden i virkeligheden tidvis ringe, som til sidst samles i Månen. Dette skete, fordi vraget lå uden for Jordens Roche-grænse, hvor tyngdekrafter styrter en eventuel spirende naturlig satellit. Hvis en lille måne eller satellit rundt om jorden havde vandret for tæt på jordens tyngdekraft, kunne den være blevet trukket fra hinanden og skabte en vedvarende ring.

Saturn har isringe, som ikke ville vare så tæt som vi er til Solen, men teoretisk set kunne ringe af sten overleve, selv om de ville vise sig meget forskellige fra Saturns ringe. Virkningen på udviklingen af ​​livet på Jorden ville blive udtalt, da ringernes skygger ville forårsage koldere vintre og reduceret sollys i begge halvkugler.Hvis det intelligente liv udviklede sig, ville det finde ringene en hindring for jordbaseret optisk astronomi. Ringe ville også gøre rumflyvning og kunstige satellitter et meget vanskeligere forslag, hvad med alle rumrygterne.

Disse ringe vil fremstå forskelligt afhængigt af jordens område, hvorfra de blev set - en tynd linje over himlen i Peru, en mægtig bue, der dominerer himlen i Guatemala, et 180 graders atmosfærisk dagur takket være Jordens skygge i Polynesien , og en stadig tilstedeværende glød på horisonten i Alaska. Vi kan kun spekulere på, hvordan de gamle folk i verden ville have indarbejdet sådanne fantastiske udsigter i deres mytologier og kosmologier.

7 Jupiter Star

Den største planet i vores solsystem anses af nogle at være næsten, men ikke helt stor nok til at være udviklet til en brun dværgstjerne. (Andre siger at for at komme så langt, ville du have brug for masse svarende til 13 Jupitere.) Dette ville have været en svag og fjern stjerne lidt lysere end Venus. Det ville ikke producere meget lys eller varme og ville ligge fem gange afstanden mellem jorden og solen, så det kan ikke have påvirket udviklingen af ​​livet på Jorden. Dette er heldigt.

Jupiter bliver en stjerne ville ikke være let eller så simpelt som at sætte planeten i brand, så sjovt som det lyder. Da Jupiter hovedsagelig er brint, skal du omdanne det med cirka en halv Jupiter's iltværdi for at antænde det, hvilket ville skabe vand. Men det ville være en stor ildkugle, ikke en stjerne. For at få den nukleare fusion, der styrer solen, vil du have brug for meget mere brint. Det ville være 13 Jupiters værd for en brun dværg, 79 ekstra Jupiters for en rød dværgstjerne, og omkring 1.000 flere Jupitere for at få en anden stjerne af størrelsen af ​​Solen.

Imidlertid brugte en blogger solsystemsimuleringsprogrammet Sandbox Universe til at forøge størrelsen af ​​Jupiter til Solens, hvilket forårsager kaos i solsystemet. Månerne på de ydre planeter blev sendt fra deres baner i alle retninger, og asteroidebåndet blev fuldstændig ødelagt. Mens kviksølv og Venus forblev relativt uændret, endte jorden som regel sammen med en anden planet eller endte i en brændende ny bane tæt på solen.

6 Earth Reverses Spin

Den mest oplagte effekt af Jordens spin, der vendes, ville være at Solen stiger i vest og ligger i øst, men det ville være ret udfordringen. Ifølge Penn State Astrophysicist Kevin Luhman, "Jorden spinner den måde, det gør, fordi det grundlæggende var født på den måde. [...] Da solen var en nyfødt babystjerne, havde den en hel masse gas og støv, der cirklede om den i en stor skiveagtig struktur. "Den eneste planet, der spinder i modsat retning, er Venus, sandsynligvis på grund af en kollision milliarder år siden. Gentagelse af denne proces på Jorden ville sandsynligvis fjerne enhver observatør til de langsigtede virkninger.

Men hvis det antages at være magi eller udlændinge, vil der stadig være alvorlige konsekvenser. Det ville helt forstyrre Coriolis-effekten, hvilket dikterer, hvordan Jordens spinding oversætter til vindmønstre. Dette ville vende omvendt vind og ændre klima i mange regioner. Især Europa ville blive alvorligt påvirket, med de blide opvarmende vinde, der blæser over Atlanterhavet fra Mexicogolfen, forsvinder, kun for at blive erstattet af en sibirisk chill, der blæser ind fra øst.

Ifølge nogle undersøgelser er resultaterne af en omvendt spinende jord på nogle steder positive, mens det bliver ubehageligt i Europa. Nordafrikansk nedbør ville gå op, og mængden af ​​flodvand ind i Middelhavet kunne næsten omdanne det til en ferskvands sø. Varmluft vil i stedet blive skubbet op i det nordlige Stillehav og det sydlige Atlanterhav, hvilket gør Alaska, det fjerne østlige Rusland og dele af Antarktis meget mere indbydende steder at bo.

5 Ændring af steder med Mars

Bytte jorden og Mars rundt ville have nogle ret alvorlige virkninger: Martian temperaturer ville stige, smelte polarhætterne, frigøre gasser fra jorden og skabe et klima næsten lige så varmt som det, vi har på Jorden nu. Jorden ville derimod hurtigt blive koldere og fryse over. Et potentielt større problem kan være destabilisering af det indre solsystem forårsaget af den virkning, som planeterne har på hinandens kredsløb.

Den planetariske fysiker Renu Malhotra fra University of Arizona løb en simulering, der viste stor destabilisering i planetariske kredsløb. Hun forsøgte at ignorere resultaterne for kviksølv, men det endte med at få Mars til at blive udkastet fra solsystemet. En anden simulering så, at jorden og Mars begge havde større destabiliserede kredsløb på grund af Jupiters indflydelse på den tidligere og den af ​​jord og venus for sidstnævnte, mens kviksølvens kredsløb er vildt påvirket. Dette tyder på, at det indre solsystems kredsløbssituation er temmelig usikre, hvilket er en skam for nogle langtrækkende futuristiske forslag om at trække Mars tættere på Solen i 100.000 år eller deromkring.

Interessant nok, at hvis orbitalmekanikken kunne udarbejdes, kunne jorden faktisk gøre det rigtige at blive byttet med Venus. En undersøgelse brugte computersimuleringer til at bevise, at jorden eller en jordlignende planet muligvis kunne være beboelig ved Venus omløb, som normalt betragtes lidt for tæt på solen til beboelseszonen. På trods af at man modtog dobbelt så stor stråling, holdt skydekselet overfladetemperaturen for at stige for højt, for at livet kunne udvikle sig. Venus kan have roteret hurtigere tidligere i sin historie, hvilket forårsager drivhuseffekten at køre amok og dets oceaner til at koge væk.

4 Livet i Galactic Center And Edge

Vi lever tilsyneladende i en temmelig kedelig sektor af Mælkevejen, lige ud af Orions hærs boondocks langt fra det travle centrum af det galaktiske centrum.Hvis vi var i midten af ​​galaksen, ville nattehimlen være betydeligt lysere, med et stort antal stjerner der skinner så lyse som Venus i nattehimlen, da stjerner nær kernen adskilles af afstande på kun få uger snarere end lysår. Tætheden af ​​stjerner nær centrum er omkring 10 millioner stjerner pr. Cubic parsec, sammenlignet med 0,2 i vores benighted sektor. Der er også et forholdsvis højere antal supernovaer og tilstedeværelsen af ​​et supermassivt sort hul, men det er byliv for dig.

I mellemtiden, hvis vi var tættere på væggekanten, ville tingene ikke være for forskellige, hvis livet slet ikke opstod. Stjerneanlæg ved kanterne af galakser har et lavere niveau af metallicitet, hvilket betyder at der er mindre mængder af elementer, der er tungere end hydrogen og helium. Med omkring en tredjedel af disse tungere elementer, der er tilgængelige i galaktiske felter verdener, kunne stenige, jordlignende planeter fremstå. Imidlertid vil de reducerede metalliske elementer betyde, at gasgiganter som Jupiter, som langsomt accreterer omkring stenkerner, ville være mindre tilbøjelige til at danne. Uden gasgiganter for at absorbere slaget, er stenige verdener mere sårbare over for virkninger fra kometer, men det kan også være mindre tilbøjelige til at have vandbærende asteroider, der ligger i deres retning. I hvert fald ville jorden på kanten sandsynligvis have en ensom himmel med færre vandrende kroppe for at stimulere astronomernes og stargazers fantasi.

Der kan være en positiv side til Jordens position i galakseens ydre forstæder. Nogle mener, at forholdene for livet hviler på en række meget vigtige forhold, og det er kun inden for et relativt tyndt område, der er kendt som den galaktiske beboelige zone, at disse virkelig kan panorere ud. I 2001 argumenterede Guillermo Gonzalez, at de hyppige supernovaer og høje niveauer af stråling, der var til stede i det galaktiske centrum, ville gøre det vanskeligt for livet at komme der uforskammet. Nyere forskning tyder på, at argument kan være alt for skeptisk, da de hyppige supernova-steriliseringer ville blive afbalanceret af de hyppigere chancer for fremkomsten af ​​livet. Et hold foreslog endda, at 2,7 procent af stjernerne i den indre galakse kunne have beboelige verdener.

3 to soler

I 2011 observerede astronomer den første kendte planet inden for et tvillingstjernesystem, også kendt som en cirkumbinær planet kaldet Kepler-16b. Alan Boss, astrofysiker ved Carnegie Institution for Science, blev spurgt, hvordan jorden ville gå under sådanne forhold. Han sagde: "Det er lidt køligt. [...] Selvom det er tættere på sine stjerner end Jorden, er det til solen, stjernerne er ikke helt så lyse, så temperaturen på denne planet ville kun være omkring 200 Kelvin. Hvis du erstattede vores sol med disse stjerner, ville vi være endnu koldere end 200 Kelvin, fordi vi er længere ude end denne Tatooine-lignende planet. "

Selvfølgelig er ikke alle binære systemer de samme, og nogle situationer kan være væsentligt bedre for livets udvikling. Forskning præsenteret ved det 223 amerikanske astronomiske samfund i 2014 antyder, at nogle binære stjernesystemer kan være mere gunstige for udviklingen af ​​livet end enhedsstjernesystemer. Parrede stjerner, hvis drejninger blev synkroniseret, ville reducere hinandens solstråling og stellarvind, som kan bremse planeter og måner i deres atmosfære, hvis de er for stærke.

Forskning fra astrophysicist Paul Mason foreslår, at stjerner, der kredser hinanden mellem 10 og 60 jorddage, vil udøve tidevandskræfter på hinanden for at bremse deres spin og reducere stjernernes vinde, samtidig med at det potentielt udvider rækkevidden af ​​systemets beboelige zone takket være kombinationen af lys fra to stjerner i stedet for en. Mason spekulerede på, at hvis vi havde to soler, kunne Venus have bevaret sit vand, mens jorden også kunne være en væsentligt vådere verden. NASA mener, at mindst en af ​​de kendte planeter i Kepler-47-binærsystemet ligger inden for en beboelig zone.

2 solen går ud

På trods af de gamle mesoamerikernes frygt er solen ikke truet med at pludselig gå ud, og et sådant scenario er fysisk umuligt så vidt vi kan fortælle. Men hvis det gjorde, ville Jorden ikke øjeblikkeligt fryse. Hvis vi antager, at vi forblev i kredsløb omkring det nu kolde, døde cinder, der var vores engangskærende stjerne, ville temperaturen falde under -17 grader Celsius inden for en uge og derefter -73 grader Celsius (-100 ° F) inden for et år. Uden fotosyntese ville plantelivet dø hurtigt, ligesom hele overfladen ville være, da havets overflader frøs fast.

Disse øverste islag ville isolere de dybere farvande og forhindre at oceanerne rent faktisk fryser i endnu et par hundrede tusinde år, så nogle oceaniske og geotermiske livsformer kan overleve. Det er underligt, at træer vil holde på i et par årtier takket være langsomme metaboliser og sukkerforretninger. De bedste steder for mennesker at overleve ville være i atomvåben ubåde eller måske levesteder bygget i lande som Island med rige butikker af geotermisk energi.

Andre end døden ved frysning, foreslog XKCD nogle fordele for en solløs verden. Der ville være en reduceret risiko for sollys, forbedret satellitkommunikation og bedre forhold for astronomi. Det ville også reducere handelsomkostningerne for tidszoner, forhindre nysen-relaterede uheld for kæmperpiloter og eliminere de kemiske forbrændinger forårsaget af kombinationen af ​​kemikalier fundet i pastinetter (kaldet furocoumariner) på menneskelig hud, der udsættes for sollys.

Generelt ser det ud til, at det ville være bedre at holde solen rundt. Gizmodo spekuleret på solens resultater ophører med at eksistere helt i et enkelt sekund. Uden solens tyngdekraft ville alle objekter i solsystemet gå fra cirkulære baner til at rejse i en lige linje.Et sekund senere, da solen var tilbage online, ville alt fra gasgiganterne til rumstøv være i nye baner, hvoraf nogle kunne være ustabile og føre til, at tingene blev udkastet fra solsystemet. Det ville også fjerne heliosheath, der beskytter solsystemet fra ekstrasolar stråling. Et sekund med skjoldene ned kan give en ret smule ubehagelig stråling udefra, hvilket kan føre til en smuk global aurora, forstyrre satellitter og elnettet eller muligvis sterilisere jorden.

1 Jorden møder sort hul

https://www.youtube.com/watch?v=i0Q3yk7KzYA
Næsten ethvert barn med interesse for universet har overvejet de virkninger, som et sort hul ville have på jorden, eller i det mindste visse mennesker der lever på det. Frank Heile fra Stanford University har spekuleret på, hvad der ville ske, hvis et sort hul på størrelse med en mønt, som ville have omtrent samme masse som Jorden, blev placeret i midten af ​​planeten. Det ville ikke være så simpelt, at jorden blev hoovered i en kosmisk maw, men det ville være rodet.

Materiel, der falder ind i det sorte hul, bliver meget varmt og forårsager stråling og tryk til at skubbe de ydre lag af materie og forårsage en spektakulær eksplosion, der blæser meget af jorden væk som overophedet plasma. Bevarelse af vinkelmomentet ville diktere, at Jordens masse ville begynde at rotere hurtigere omkring det sorte hul og skabe en accretionsskive, der ville begrænse den hastighed, hvormed det sorte hul kunne forbruge Jordens masse. Jorden ville være en hurtigt roterende ruin, men det ville tage lidt tid at blive forbrugt.

Et mindre sort hul ville ikke være så dårligt. Primordiale sorte huller (PBH'er) antages at være fremherskende i hele universet, med massen svarende til et lille bjerg. Disse PBH'er er teoretiseret til at lure inden for visse gasgiganter og kan forårsage for tidlig supernova i stjerner. Hvis man rammer jorden med høj hastighed, kan den bare passere lige igennem. Ifølge russisk og schweizisk forskning ville en sådan kollision frigøre energi svarende til detonationen af ​​et ton TNT, men det ville spredes over hele sin rejse gennem Jorden, så du kunne være heldig at se gnisten, da den ramte jorden . Det ville dog efterlade "et langt rør af stærkt strålende skadet materiale, som skal forblive genkendeligt for geologisk tid."

Tingene ville være endnu grimmer, hvis solsystemet blev nærmet af et supermassivt sort hul med omkring en million gange solens masse, måske udstødt af tyngdekraften af ​​to kolliderende galakser. Ifølge astronomen Christopher Springob ville vi indse, at noget var galt, da det sorte hul kom inden for 1000 lysår af vores solsystem, og vi begyndte at bemærke, at andre stjerner blev forstyrret. Derefter må vi kun få hundrede tusind år til at forberede os til at komme inden for et par hundrede lysår, da det sorte hul ville forstyrre planeternes baner og muligvis sende os spinning ud af solsystemet til at fryse eller dykning ind i solen til charbroil. Da det var inden for et lysår, ville dens tyngdekraft rive verden fra hinanden, så Jorden ville blive tygget, før den endelig blev slugt.

Eller ikke. Ohio State University's Samir Mathur mener, at han har matematisk bevis på, at vi måske ikke engang kommer til at blive suget op af et sort hul. Han er en fortaler for fuzzball-teorien, hvor han siger, at sorte huller sikkert er sammenfaldende kugler af kosmisk streng, der skaber næsten perfekte hologrammer af noget, der rører deres overflade. Nogle mener, at fuzzball sorte huller stadig er omgivet af en stærkt ødelæggende "firewall", men Mathur mener, at hvis universet er et hologram, som strengteori antyder, så kan sorte huller kun være mest uskadelige kopieringsmaskiner.