Vi lever på en lille grøn planet med en enkelt måne, der kredser om en gul stjerne med et par mindre indbydende sten i nærheden og endnu mindre indbydende gasformige kugler lidt længere væk, som er opkaldt efter alle slags mytiske guddomme. Når vi udforsker flere og mere fjerne regioner i rummet, forsøger vi håbløst at finde andre stjernesystemer, der kan indeholde behagelige verdener at bo i. Ved at værdsætte disse forsøg og indse, hvor heldige vi er med at leve i vores system, kan vi i mellemtiden udforske andre mulige og skøre scenarier om, hvor anderledes vores solsystem kunne være. Note til moderne instruktører. Hvad…
… hvis Mars ikke havde mistet sit magnetfelt
Mars havde engang en lovende atmosfære, da den var varm, fugtig og fuld af kuldioxid. Den forsvandt, da den røde planet mistede sit magnetfelt for omkring 3,6 milliarder år siden, hvilket lod Solen blæse væk atmosfæren med solvinden med ustabilitet. Efter kosmiske standarder skete dette ganske hurtigt - det meste af atmosfæren forsvandt i løbet af et par hundrede millioner år efter at magnetfeltet var slukket. I dag udgør Mars 'atmosfære cirka 1% af jordens atmosfære ved havoverfladen, og solvindene fortærer fortiden den med en hastighed på ca. 100 gram pr. Sekund.
Vi ved, at denne planet engang havde et magnetfelt, fordi magnetiserede klipper stadig findes på dens overflade. Nogle mener, at magnetfeltet gik tabt på grund af kraftig bombardement af asteroider, som forstyrrede varmestrømmen inde i Mars, der genererer magnetfeltet. Hvis dette ikke var sket, ville Mars have bevaret sine primitive hav og måske have været en anden kilde til liv i vores solsystem.
En anden teori antyder, at det gamle magnetfelt kun kunne dække halvdelen af planeten og dermed sætte spørgsmålstegn ved dets langsigtede levedygtighed. At forstå sammensætningen af Mars 'indre kerne vil hjælpe med at besvare dette spørgsmål. På Jorden flyder flydende jern omkring en varmere, hårdere kerne, der holder vores beskyttende magnetfelt på plads. Hvis Mars kun havde en smeltet kerne, kunne det forklare tabet.
… hvis jorden ikke havde månen
Salgsfremmende video:
Det antages, at for ca. 4,5 milliarder år siden styrtede et planetarisk embryo på størrelse med Mars (kaldet Theia) ned på Jorden og sprøjte nok materiale ud fra det til at danne vores måne. Månens tidevandseffekter kunne have påvirket den tidlige vulkanisme og øget antallet af faldende meteoritter, der ødelagde det tidlige liv. Nogle mener dog, at livet først optrådte ved dybhavs-hydrotermiske ventilationsåbninger i en proces, der kunne påvirkes positivt af tidevandsstrømme.
Hurtige månevande, når månen var tættere på Jorden, kunne skabe lavt salt hav, hvor fragmenter af protonukleinsyrer binder ved svage strømme og henfalder ved stærke, hvilket i sidste ende fører til dannelse af DNA. Ifølge paleobiologen Bruce Lieberman,”kunne livet til sidst have dannet sig tidevand. Men afstamningen, der førte til menneskets fremkomst, er netop rodfæstet i tidevandet."
Det er sandsynligt, at tidevandsstrømme hjalp transporten af varme fra ækvator til polerne, hvilket antyder, at istiderne ville være mindre alvorlige uden månen og reducere det evolutionære pres på livet. Hvis livet udviklede sig på Jorden uden Månen, ville det sandsynligvis gennemgå færre ændringer over tid og komme til mindre variation. Dagens længde ville også være anderledes uden Månen, hvilket hjalp med at bremse Jordens rotation fra seks til fireogtyve timer, og også stabiliserede Jordens hældning og derfor årstiderne. Ethvert liv, der udvikler sig i en månefri verden, vil opleve ekstremt korte dage og nætter og sandsynligvis mere alvorlige klimaændringer.
I mangel af månen ville livsformer miste måneskin, hvilket hjælper dem med at forblive aktive om natten, påvirker natlige rovdyr og tilskynder til udvikling af nattsyn. Enhver levende arts kulturelle liv ville forblive uden indflydelse af månen.
… hvis Jorden havde ringe
Efter at have kollideret med den ustabile planet Theia, erhvervede Jorden kort ringe, der til sidst smeltede sammen i Månen. Dette skete fordi affaldet lå uden for Roche-grænsen, hvor tyngdekraften rækker en hvilken som helst ny naturlig satellit. Hvis en lille måne eller satellit var for tæt på jordens tyngdekraft, ville den sprænge med den efterfølgende dannelse af en permanent ring.
Saturn har ringe med is, der næppe ville vare længe, hvis de var så tæt på Solen som vi er, men teoretisk kunne stenringe overleve, selvom de ville være forskellige fra Saturns ringe. Virkningen ville være åbenlyst, da skyggerne, som ringene støber, ville føre til kolde vintre og formindsket sollys i begge halvkugler. Hvis intelligent liv blev dannet under sådanne forhold, ville ringene forstyrre udviklingen af jordbaseret optisk astronomi. De vil også markant komplicere rumrejser og satellitter på grund af rumrester.
Sådanne ringe ser anderledes ud afhængigt af den region af Jorden, hvorfra de blev set - en tynd linje på himlen over Peru, en kraftig bue med halvhimmel i Guatemala, et 180-graders atmosfærisk ur i Polynesien og en allestedsnærværende glød i horisonten i Alaska. Man kan kun spekulere i, hvordan verdens gamle folk ville have inkorporeret disse fantastiske arter i deres mytologi og kosmologi.
… hvis Jupiter var en stjerne
Ifølge nogle burde den største planet i solsystemet være blevet en stjerne, en brun dværg, men den manglede lidt masse. (Andre mener, at Jupiter skulle være tretten gange større for at gøre dette.) Var Jupiter blevet en stjerne, ville den være svag og fjern, lidt lysere end Venus. En sådan stjerne ville ikke generere nok lys eller varme og ville være fem gange længere væk fra Jorden end Solen, så den (heldigvis) ikke ville påvirke udviklingen af liv på Jorden.
At forvandle Jupiter til en stjerne er ikke så let, vanskeligere end bare at sætte planeten i brand. Da Jupiter for det meste består af brint, for at antænde det, skal du dække det med ilt omkring halvdelen af Jupiters volumen: resultatet er vand. Men vi har brug for en stjerne, ikke en stor brænder. For at starte fusion som solen er der behov for mere brint. Det ville tage yderligere 13 Jupiters for en brun dværg, 79 for en rød dværg og 1.000 gange flere Jupiters for en solstørrelse stjerne.
Imidlertid har simuleringer vist, at forøgelse af Jupiter til solens størrelse vil forårsage kaos i solsystemet. Satellitterne på de ydre planeter vil flyve ud af kredsløb i forskellige retninger, og asteroidebæltet vil blive fuldstændigt ødelagt. Og mens Merkur og Venus forbliver næsten intakte, vil jorden til sidst styrte ned i en anden planet eller bane tættere på Solen.
… hvis Jorden roterede den anden vej
Den mest åbenlyse virkning af Jordens omvendte rotation ville være solen, der stiger i vest og går ned i øst, men det er ikke alt. Ifølge astrofysiker, University of Pennsylvania, Kevin Luman, “Jorden roterer på denne måde, fordi den var så født. Da solen var en nyfødt stjerne, var der en hel bunke gas og støv omkring sig, der drejede i en stor skiveformet struktur. Den eneste planet, der roterer i den modsatte retning, er Venus, og dette var sandsynligvis på grund af en kollision for milliarder af år siden. Gentagelse af en sådan proces med Jorden vil sandsynligvis udelukke alle observatører i lange somre.
Selv hvis dette sker ved magi eller udlændinge, vil konsekvenserne være meget alvorlige. Coriolis-effekten, der bestemmer, hvordan Jordens rotation overføres til vindens adfærd, vil blive vendt fuldstændigt. Handelsvindene vender den anden vej, hvilket vil føre til klimaændringer i mange regioner. Dette vil især påvirke Europa, når de varme vinde, der blæser over Atlanterhavet fra Mexicogolfen, erstattes af den sibiriske kulde, der blæser fra øst.
Andre steder på Jorden kan en ændring i rotationen have en mere gunstig virkning. I Nordafrika vil nedbøren stige, og mængden af flodvand, der kommer ind i Middelhavet, vil praktisk talt gøre det til en ferskvandsø. Varm luft sendes til det nordlige Stillehav og det sydlige Atlanterhav, hvilket gør Alaska, Det fjerne østlige Rusland og dele af Antarktis mere attraktivt for livet.
… hvis vi skiftede plads med Mars
Hvis du omorganiserer Jorden og Mars, vil virkningerne være ret interessante: Martiske temperaturer stiger, de polare hætter smelter, gasser frigives fra jorden, og klimaet bliver næsten lige så varmt som det er nu på Jorden. Jorden, på den anden side, vil blive meget koldere. Flere problemer vil være resultatet af destabiliseringen af det indre solsystem på grund af virkningen, som planeternes baner har på hinanden.
Planetfysikeren Renu Malhotra fra University of Arizona gennemførte simuleringer, der viste alvorlig destabilisering af planetariske kredsløb. Hun forsøgte at ignorere resultaterne af Merkur, men alt førte til det faktum, at Mars ville blive kastet ud af solsystemet. Andre simuleringer har vist, at Jorden og Mars vil erhverve ustabile baner på grund af indflydelsen fra Jupiter. Dette antyder, at det indre solsystemes orbitalsituation er temmelig ustabil, hvilket sætter spørgsmålstegn ved forslagene fra nogle futurister om at bevæge Mars tættere på Solen.
Bemærkelsesværdigt, hvis en sådan orbitalmekanik virkede, ville Jorden perfekt bytte pladser med Venus. Undersøgelsen viste, at Jorden, eller en jordbunden planet, potentielt kunne være beboelig i kredsløbet til Venus, hvis position normalt estimeres at være lidt tættere på Solen end nødvendigt for livet. På trods af den fordoblede solstråling ville skydækket holde overfladetemperaturen inden for acceptable grænser.
… hvis vi boede i midten eller i kanten af galaksen
Vi ser ud til at leve i en temmelig kedelig sektor i Mælkevejen, langt fra trængsel og travlhed i det galaktiske centrum. Hvis vi var i midten af galaksen, ville nattehimlen være meget lysere med en flok lyse (som Venus) stjerner, fordi stjernerne i kernen er adskilt af flere lysuge, ikke år. Tætheden af stjerner nær centrum er 10 millioner stjerner pr. Kubik parsec, op fra 0,2 i vores svage segment. Der er også mange supernovaer og et supermassivt sort hul i nærheden, men hvad kan du gøre, bylivet er sådan.
I mellemtiden, hvis vi var tættere på kanten af Mælkevejen, ville næppe noget ændret sig, hvis der overhovedet var opstået liv. Stjernesystemer i kanten af galakser har et lavere niveau af metallicitet, det vil sige, de har færre elementer tungere end brint og helium. Faldende niveauer af metalliske elementer betyder, at gasgiganter som Jupiter, som langsomt samler sig omkring faste kerner, vises mindre. Da gasgiganterne ikke vil tage hit, vil solide verdener være mere sårbare over for kometpåvirkning. Derudover vil Jordens nattehimmel ved kanten af galaksen være kedelig og tom.
At bo i forstæderne kan også have positive aspekter. Nogle mener, at livsvilkårene passer ind i en række nøglebetingelser, der kun er opfyldt i et relativt snævert område kendt som den galaktiske beboelige zone. I 2001 erklærede Guillermo Gonzalez, at hyppige supernovaer og høje niveauer af stråling, der ligger i det galaktiske centrum, forhindrer livets opståen. Nylige undersøgelser siger, at dette argument er temmelig skeptisk, da hyppige supernovassteriliseringer ville blive opvejet af de større chancer for, at livet udvikler sig.
… hvis der var to solskin
I 2011 observerede astronomer den første kendte planet i et binært stjernesystem, også kendt som en planet med flere kredsløb, kaldet Kepler-16b. Alan Boss, astrofysikere ved Carnegie Institute of Science, blev spurgt om, hvordan Jorden ville se ud under sådanne forhold. Han sagde:”Lidt koldt. Selvom det er tættere på dens stjerner, end Jorden er for sine egne, er disse stjerner ikke så lyse, så temperaturen på planeten vil kun være -73 grader celsius. Hvis vi erstatter vores sol med disse stjerner, ville vi være endnu koldere, da vi er længere væk fra solen end denne Tatooine."
Naturligvis er ikke alle binære systemer de samme, og nogle situationer er bedre egnet til udvikling af livet. Forskning, der blev præsenteret på det 223. møde i American Astronomical Society i 2014, viste, at nogle binære stjernesystemer kan være mere gunstige for udviklingen af liv end enhedsstjernede systemer. Parvise stjerner, hvis rotation er synkroniseret, vil reducere hinandens solstråling og stjernevind, som ofte renser atmosfærerne i planeter og måner.
En undersøgelse af astrofysiker Paul Mason har vist, at stjerner, der kredser om hinanden i 10-60 jorddage, vil udøve tidevandskræfter, der reducerer rotation og reducerer stjernevindene, hvilket potentielt kan udvide rækkevidden af potentielt beboelige zoner i systemet ved at kombinere lys fra to stjerner i stedet for en. Mason indrømmede, at Venus kunne have to vand, og at Jorden ville være en mere fugtig verden ved at have to solskin.
… hvis solen forsvandt
På trods af de gamle frygter vil solen ikke pludselig gå ud, og et sådant scenarie er fysisk umuligt, så vidt vi ved. Men hvis det skete, ville Jorden ikke fryse øjeblikkeligt. Hvis vi forbliver i kredsløb om den afkølede og døde rumpe fra en engang elskede stjerne, falder temperaturerne under -17 grader celsius om en uge og til -73 grader i løbet af et år. Uden fotosyntesen vil plantelivet hurtigt forsvinde, ligesom alt andet liv når havene fryser.
De øverste islag vil isolere dybe farvande og forhindre havene i at fryse i hundreder af tusinder af år, så nogle oceaniske og geotermiske livsformer kan overleve. Uhyggeligt, men træerne vil stå i flere årtier takket være deres langsomme stofskifte og sukkerlagre. De bedste steder for menneskelig overlevelse ville være nukleære ubåde eller måske boliger bygget i geotermiske rige lande som Island.
Bortset fra død fra kulde er der stadig nogle fordele ved at bo i en verden uden solen. Risikoen for solbrande reduceres, satellitkommunikation og forholdene for astronomer forbedres.
Men generelt ville det naturligvis være bedre med Solen. Selv hvis du fjerner solen i bare et sekund uden solens tyngdekraft, vil alle objekter i solsystemet i stedet for en cirkulær bane gå i en lige linje. Et sekund senere, når Solen vender tilbage, vil alt fra gasgiganter til kosmisk støv være i nye kredsløb, hvoraf nogle vil være ustabile. I et sekund forsvinder heliosfæren, der beskytter solsystemet mod ekstrasolær stråling. Et sekund uden afskærmninger vil tillade, at grusom stråling udefra trænger igennem, hvilket vil føre til udseendet af auroras rundt om i verden, forstyrre satellitter og strømnet eller muligvis sterilisere jorden.
… hvis Jorden møder et sort hul
Næsten hvert nysgerrig barn i dette univers har tænkt på de effekter, et sort hul kunne have på Jorden, eller i det mindste på de mennesker, der bor her. Frank Hale fra Stanford University har antydet, hvad der kunne være sket, hvis et sort størrelse med møntstørrelse, der ville have omtrent den samme masse som Jorden, havede i planetens centrum. Ikke at Jorden suges ind af en rumstøvsuger, men der vil stadig være noget opstyr.
Materiale, der falder ned i det sorte hul, bliver ekstremt varmt, hvilket får stråling og pres til at skubbe de ydre lag af stof ud og forårsage en spektakulær eksplosion, der fyrede fra Jorden som overophedet plasma. Bevarelse af momentum vil sikre, at Jordens masse roterer hurtigere omkring det sorte hul og skaber en akkretionsskive, der begrænser den hastighed, med hvilken Jordens masse optages. Jorden vil forvandle sig til hurtigt roterende ruiner, men det vil tage nogen tid, før den spises.
Et mindre sort hul bliver ikke så slemt. Det antages, at universet vrimler med oprindelige sorte huller med en masse svarende til et lille bjerg. Disse sorte huller lurer inde i gasgiganterne og fører til fødsel af for tidlige supernovaer. Hvis et sådant sort hul bryder ned i jorden med høj hastighed, kan det muligvis bare flyve lige igennem. En sådan kollision vil resultere i en frigivelse af energi svarende til en eksplosion af et ton TNT, men den vil strække sig langs hele stienes længde, så næppe nogen vil bemærke det. Dog passerer et sådant sort hul gennem Jorden "et langt rør materiale stærkt beskadiget af stråling, som forbliver genkendeligt over geologisk tid."
Ting ville være mørkere, hvis solsystemet kolliderede med et supermassivt sort hul med en masse en million gange solens masse, muligvis skubbet ud af tyngdekraften i to sammenstødende galakser. Astronom Christopher Springob mener, at vi ville have mistanke om, at der var noget galt, da det sorte hul nærmet sig 1000 lysår fra solsystemet. Derefter ville vi kun have et par tusinde år tilbage til at forberede os på dens ankomst, hvorefter dette sorte hul væsentligt forstyrrer banernes baner og bider i stjernesystemet. Når det sorte hul er inden for et lysår, vil dens tyngdekraft rive verden fra hinanden, så Jorden bliver tygget, inden den endeligt sluges.
Eller ikke. Samir Mathur fra Ohio State University mener, at han har matematisk bevis for, at vi måske ikke engang bemærker, at vi bliver spist af et sort hul.
