Солнце ядерный реактор

Что будет, если на секунду выключить Солнце

Если Солнце погаснет прямо сейчас — вы этого не заметите. У вас ещё есть целых 8 минут 20 секунд, чтобы допить кофе, полистать ленту и вообще не подозревать, что звезда, вокруг которой крутится всё ваше...

Как работает Солнце — ядерный реактор, а не огненный шар

Ты наверняка с детства слышал, что Солнце — это огромный огненный шар, который горит и даёт нам свет и тепло. Красивая картинка, правда? Но учёные скажут тебе другое: это «зрелище» длится уже 5 миллиардов лет, и на самом деле Солнце вовсе не горит в привычном нам смысле.
В космосе — вакуум. Кислорода там нет. А без кислорода, как мы знаем из школьного курса, огня не бывает. Так что же тогда происходит на этой гигантской звезде?
Ответ прост и одновременно умопомрачителен: Солнце — это огромный природный ядерный реактор. И работает он по принципу, который человечество пока только учится укрощать.
Энергия не от огня, а от ядра
Всё, что мы знаем о горении на Земле, — это химическая реакция. Дрова, уголь, бензин соединяются с кислородом, и при этом выделяется тепло. Эффективность такого процесса, мягко говоря, невысокая. Но у Солнца другая «кухня».
Энергия, которую мы получаем от Солнца, рождается не в результате горения, а в результате ядерного синтеза, который происходит в его сердцевине
Представь себе невероятные условия. В центре Солнца температура достигает 15 миллионов градусов по Цельсию, а давление в миллиарды раз выше земного. В такой адской «печи» атомы водорода, которые обычно отталкиваются друг от друга (у них одинаковый положительный заряд), сближаются настолько, что сливаются вместе. Из четырёх ядер водорода рождается одно ядро гелия.
А теперь — самое важное. Если взвесить четыре ядра водорода до реакции и одно ядро гелия после, окажется, что гелий весит чуть меньше. Куда делась потерянная масса? Она превратилась в энергию.
Тот самый знаменитый эйнштейновский принцип E=mc; работает здесь в полную силу. Один килограмм водорода, превращаясь в гелий, выделяет столько энергии, сколько дало бы сжигание 20 миллионов килограммов угля
Квантовый «трюк», который спасает звезду
И тут физики долгое время ломали голову. По всем расчётам, даже 15 миллионов градусов в ядре Солнца — это слишком мало, чтобы протоны водорода преодолели силу отталкивания и слились. По законам классической физики, Солнце должно было бы просто погаснуть, так и не начав светить.
Но оно светит. Почему? Потому что в игру вступает квантовое туннелирование.
Это как если бы вы пытались перепрыгнуть высоченную стену. По законам обычной физики вы не сможете этого сделать. Но в квантовом мире у частицы есть мизерный, но всё же существующий шанс «проскочить» сквозь стену, не перепрыгивая её, а как бы просочившись насквозь
Вероятность такого события для отдельно взятой пары протонов смехотворно мала — одна на десятки миллиардов. Но внутри Солнца этих протонов так много, что даже с такой мизерной вероятностью процесс идёт непрерывно.
Запасы — на миллиарды лет
Солнце не просто так светит всё это время. У него колоссальные запасы топлива. Примерно 70% массы Солнца — это водород.
Каждую секунду Солнце превращает в гелий около 600 миллионов тонн водорода. Звучит как безумный расход. Но это капля в море по сравнению с его общей массой, которая составляет 2 миллиарда миллиардов миллиардов тонн
За 5 миллиардов лет своего существования Солнце израсходовало лишь ничтожную долю своих запасов. Так что нам пока не о чем беспокоиться.
Что будет, когда топливо кончится
Но ничто не вечно. Учёные подсчитали, что Солнце находится сейчас в самом расцвете сил. Ему около 5 миллиардов лет, и примерно столько же оно ещё будет стабильно светить. А потом начнётся самое интересное.
• Когда водород в ядре закончится, Солнце начнёт сжиматься, а внешние слои — расширяться.
• Оно превратится в красного гиганта. Его размеры вырастут настолько, что оно поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.
• Затем Солнце сбросит внешние оболочки, а его ядро превратится в крошечную, но невероятно плотную белую карликовую звезду, которая будет медленно остывать миллиарды лет.
Но это случится так не скоро, что человечество либо найдет способ покинуть Солнечную систему, либо изменится до неузнаваемости, или, возможно, решит проблему по-другому
Если Солнце погаснет прямо сейчас
А что, если это случится не через миллиарды лет, а в эту самую секунду? Давай представим этот пугающий, но захватывающий сценарий.
Через 8 минут и 20 секунд
Никто не увидит вспышку, не услышит взрыв. Просто свет погаснет. Мы узнаем об этом только спустя восемь с половиной минут — именно столько времени идёт свет от Солнца до Земли.
Наступит внезапная и полная темнота. Луна исчезнет — ведь она светит отражённым солнечным светом. Звёзды? Их тоже не будет видно. Нет, они никуда не денутся, но без Солнца они не зажгутся для нас. Мы просто провалимся в бездонную чёрную дыру
Первые часы
На планете начнётся паника. Люди не поймут, что произошло. Температура начнёт падать, но пока ещё не критично. Океаны и атмосфера хранят тепло.
Но главное — исчезнет фотосинтез. Растения перестанут производить кислород. Это процесс не мгновенный, но начавшийся обратный отсчёт остановить уже нельзя.
Первая неделя
Температура на поверхности опустится до -20°C и будет продолжать падать. Города, которые привыкли к теплу, окажутся во власти арктического холода. Ветры станут ураганными из-за перепадов давления. Океаны начнут замерзать, но под толстым слоем льда ещё долго будет сохраняться жидкая вода.
Электричества не будет — рухнули сети, замёрзли трубы. Выжить смогут только те, кто успеет укрыться под землёй, в бункерах, или в районах геотермальных источников, где тепло идёт из недр Земли
Через месяц
Земля превратится в ледяную пустыню. Средняя температура опустится до -50°C. Океаны скованы льдом. Атмосфера начнёт сгущаться и выпадать в виде снега из замороженных газов. Дышать станет тяжелее — кислород будет вымерзать и оседать на поверхности.
Растения погибли первыми. За ними — травоядные. Затем — хищники. Человек, который выжил в первые дни, теперь борется с холодом и нехваткой воздуха. Под землёй, у геотермальных источников, ещё могут существовать небольшие колонии
Через год
Температура опустится до -100°C и ниже. Атмосфера станет слишком разреженной, чтобы дышать без специального снаряжения. Вся жизнь, которой мы её знаем, погибнет.
Но не вся жизнь вообще. В глубинах океана, у чёрных курильщиков, где вода кипит, а солнечный свет никогда не проникал, жизнь может сохраниться. Там, где энергию даёт не Солнце, а земные недра, свои экосистемы существовали всегда.
Может быть, через миллионы лет именно оттуда начнётся новый виток эволюции