Živimo na drobnem zelenem planetu z enojno luno, ki obkroža rumeno zvezdo z nekaj manj prijaznimi kamni v bližini in še manj gostoljubnimi plinastimi kroglicami nekoliko naprej, ki so poimenovane po vseh vrstah mitskih božanstev. Ko raziskujemo vedno bolj oddaljena področja vesolja, brezupno poskušamo najti druge zvezdne sisteme, ki bi lahko vsebovali prijetne svetove za bivanje. Če cenimo te poskuse in zavedamo, kako srečni smo, da živimo v svojem sistemu, lahko medtem raziskujemo druge možne in nore scenarije o tem, kako različen bi bil lahko naš osončje. Opomba sodobnih režiserjev. Kaj…
… če Mars ne bi izgubil magnetnega polja
Mars je imel nekoč obetavno vzdušje, ko je bilo toplo, vlažno in polno ogljikovega dioksida. Izginil je, ko je rdeči planet pred približno 3,6 milijarde let izgubil magnetno polje, kar je soncu omogočilo, da nekaznovano odpihuje ozračje s sončnim vetrom. Po kozmičnih merilih se je to zgodilo precej hitro - večina atmosfere je izginila v nekaj sto milijonih let po izklopu magnetnega polja. Danes Marsovo ozračje predstavlja približno 1% zemeljske atmosfere na morski ravni, sončni vetrovi pa jo še naprej požrejo s hitrostjo približno 100 gramov na sekundo.
Vemo, da je imel ta planet nekoč magnetno polje, ker na njegovi površini še vedno obstajajo magnetizirane kamnine. Nekateri verjamejo, da se je magnetno polje izgubilo zaradi močnega bombardiranja asteroidov, kar je motelo toplotni tok znotraj Marsa, ki ustvarja magnetno polje. Če se to ne bi zgodilo, bi Mars ohranil svoje primitivne oceane in bi bil morda še en vir življenja v našem osončju.
Druga teorija kaže, da bi staro magnetno polje lahko zajelo le polovico planeta in s tem dvomilo v njegovo dolgoročno sposobnost. Razumevanje sestave Marsovega notranjega jedra bo pomagalo odgovoriti na to vprašanje. Na Zemlji tekoče železo teče okoli bolj vročega, tršega jedra, ki drži naše zaščitno magnetno polje na mestu. Če bi imel Mars le staljeno jedro, bi to lahko razložilo izgubo.
… če Zemlja ne bi imela Lune
Promocijski video:
Verjame se, da se je pred približno 4,5 milijarde let planetarni zarodek velikosti Marsa (imenovan Theia) zrušil na Zemljo in iz njega izvrgel dovolj materiala, da je oblikoval našo Luno. Plimni učinki Lune so lahko vplivali na zgodnji vulkanizem in povečali število meteoritov, ki so padli, da bi zbrisali zgodnje življenje. Nekateri pa verjamejo, da se je življenje najprej pojavilo pri globokomorskih hidrotermalnih zračnikih v procesu, na katerega bi lahko pozitivno vplivali plimovalni tokovi.
Hitre lunarne plime, ko se je Luna bližala Zemlji, bi lahko ustvarile plitva slana morja, v katerih se drobci protonukleinskih kislin vežejo ob šibkih pretokih in razpadajo pri močnih, kar na koncu privede do tvorbe DNK. Po paleobiologu Bruceu Liebermanu bi se "sčasoma lahko življenje oblikovalo brez plimovanja. Toda rodovi, ki so privedli do pojava človeka, so ukoreninjeni prav v plimovanju."
Verjetno so plimovalni tokovi pomagali pri prenosu toplote od ekvatorja do polov, kar pomeni, da bi bile ledene dobe brez Lune manj hude in zmanjšale evolucijski pritisk na življenje. Če bi se življenje na Zemlji razvijalo brez Lune, bi verjetno sčasoma šlo skozi manj sprememb in prišlo do manj pestrosti. Dolžina dneva bi bila drugačna tudi brez Lune, ki je pomagala upočasniti vrtenje Zemlje s šest na štiriindvajset ur, prav tako pa stabilizirala nagib Zemlje in s tem letne čase. Vsako življenje, ki se razvija na svetu brez mesecev, bi doživelo izjemno kratke dneve in noči in verjetno tudi močnejše podnebne premike.
Če lune ne bi, bi življenjske oblike izgubile mesečno svetlobo, kar jim pomaga ostati aktivni ponoči, vpliva na nočne plenilce in spodbuja razvoj nočnega vida. Kulturno življenje katere koli čuteče vrste bi ostalo brez vpliva Lune.
… če bi Zemlja imela obroče
Po trčenju z nestabilnim planetom Teio je Zemlja na kratko pridobila obroče, ki so se na koncu združili v Luno. To se je zgodilo, ker so odpadki ležali zunaj meje Roche, kjer gravitacijske sile raztrgajo kateri koli naravni satelit. Če bi bila majhna luna ali satelit preblizu Zemljinega gravitacijskega vleka, bi počilo z naknadnim tvorjenjem stalnega obroča.
Saturn ima ledene obroče, ki težko zdržijo, če bi bili tako blizu Sonca kot mi, toda teoretično bi lahko kamniti obročki preživeli, čeprav bi bili drugačni od Saturnovih obročev. Učinek bi bil očiten, saj bi sence, ki jih prinesejo obroči, vodile do mrzle zime in zmanjšanja sončne svetlobe na obeh poloblah. Če bi se inteligentno življenje oblikovalo v takih pogojih, bi prstani ovirali razvoj zemeljske optične astronomije. Prav tako bi bistveno zapletli vesoljska potovanja in satelite zaradi vesoljskih naplavin.
Takšni obroči bi bili videti različno, odvisno od območja Zemlje, s katerega so bili razgledani - tanka črta na nebu nad Perujem, močan lok na polovici neba v Gvatemali, 180-stopinjska atmosferska ura v Polineziji in vseprisotni sijaj na obzorju na Aljaski. Lahko samo ugibamo, kako bi starodavni svetovni narodi te neverjetne vrste vključili v svojo mitologijo in kozmologijo.
… če bi bil Jupiter zvezda
Največji planet v osončju naj bi po mnenju nekaterih postal zvezda, rjavi palček, a mu je manjkalo malo mase. (Drugi mislijo, da je bilo treba za to Jupiter trinajstkrat večji.) Če bi Jupiter postal zvezda, bi bil temen in oddaljen, nekoliko svetlejši od Venere. Takšna zvezda ne bi ustvarila dovolj svetlobe ali toplote in bi bila od Zemlje petkrat dlje od Sonca, tako da (na srečo) ne bi vplivalo na razvoj življenja na Zemlji.
Pretvoriti Jupitra v zvezdo ni tako enostavno, težje kot samo prižgati planet. Ker je Jupiter sestavljen večinoma iz vodika, ga boste morali pokriti s kisikom polovico Jupitra: rezultat je voda. A potrebujemo zvezdo, ne velikega gorilnika. Za začetek fuzije kot sonce je potrebno več vodika. Za rjave pritlikavce bi potrebovali še 13 Jupitrov, 79 za rdečega pritlikavca in 1000 krat več Jupitrov za zvezdo velikosti sonca.
Vendar so simulacije pokazale, da bo povečanje velikosti Jupitra na velikost sonca povzročilo kaos v sončnem sistemu. Sateliti zunanjih planetov bodo leteli iz orbite v različne smeri, asteroidni pas pa bo popolnoma uničen. In medtem ko bosta Merkur in Venera ostala skoraj nedotaknjena, se bo Zemlja sčasoma strmoglavila na drug planet ali orbito bližje Soncu.
… če bi se Zemlja vrtela v drugo smer
Najbolj očiten učinek Zemljinega obratnega vrtenja bi bilo sonce, ki se dviga na zahodu in zahaja na vzhodu, vendar to še ni vse. Kot je povedal astrofizik z univerze v Pensilvaniji Kevin Luman, se Zemlja vrti tako, ker se je tako rodila. Ko je bilo Sonce novorojena zvezda, je bilo okoli njega cel kup plina in prahu, ki se je vrtel v veliki diskovni strukturi. Edini planet, ki se vrti v nasprotni smeri, je Venera, in to je najverjetneje nastalo zaradi trka pred milijardami let. Ponavljanje takega postopka z Zemljo bo verjetno izključilo opazovalce za daljša poletja.
Tudi če se to zgodi po naročilu magije ali tujcev, bodo posledice zelo resne. Coriolisov učinek, ki določa, kako se vrtenje Zemlje prenaša na vetrno vedenje, bo popolnoma obrnjen. Trgovinski vetrovi bodo obrnjeni v drugo smer, kar bo privedlo do podnebnih sprememb v mnogih regijah. To bo še posebej vplivalo na Evropo, ko bodo tople vetrove, ki pihajo po Atlantiku iz Mehičnega zaliva, nadomestili sibirski hladni pipi z vzhoda.
V drugih krajih na Zemlji lahko sprememba vrtenja ugodneje vpliva. V severni Afriki bodo padavine naraščale in količina rečne vode, ki vstopa v Sredozemsko morje, jo bo praktično spremenila v sladkovodno jezero. Topel zrak bo napoten v severni Tihi in južni Atlantik, zaradi česar bodo Aljaska, Daljni vzhod Rusije in deli Antarktike privlačnejši za življenje.
… če bi zamenjali kraje z Marsom
Če bosta Zemlja in Mars preurejena, bodo učinki precej zanimivi: marsovske temperature se bodo dvigovale, polarne kape se bodo stopile, plini se bodo sprostili iz zemlje, podnebje pa bo postalo skoraj tako toplo, kot je zdaj na Zemlji. Zemlja bo po drugi strani postala veliko hladnejša. Več težav bo nastalo zaradi destabilizacije notranjega osončja zaradi vpliva orbitov planetov drug na drugega.
Planetarni fizik z univerze v Arizoni Renu Malhotra je izvedel simulacije, ki so pokazale močno destabilizacijo planetarnih orbit. Poskušala je prezreti rezultate Merkurja, a vse je privedlo do tega, da bo Mars izstrelil iz osončja. Druge simulacije so pokazale, da bosta Zemlja in Mars zaradi vpliva Jupitra pridobila nestabilne orbite. To kaže, da je orbitalno stanje notranjega osončja precej nestabilno, kar postavlja pod vprašaj predloge nekaterih futuristov, da bi se Mars preselil bližje Soncu.
Presenetljivo je, da če bi taka orbitalna mehanika delovala, bi Zemlja odlično zamenjala mesta z Venero. Študija je pokazala, da bi se Zemlja ali zemeljski planet lahko bivali v orbiti Venere, katere položaj je običajno ocenjen kot nekoliko bližje Soncu, kot je potrebno za življenje. Kljub podvojenemu sončnemu sevanju bi oblačni pokrov ohranil temperaturo površine v sprejemljivih mejah.
… če bi živeli v središču ali na robu galaksije
Zdi se, da živimo v precej dolgočasnem sektorju Mlečne poti, daleč od vrveža galaktičnega središča. Če bi bili v središču galaksije, bi bilo nočno nebo veliko svetlejše, s kopico svetlih (kot Venera) zvezd, saj so zvezde v jedru ločene z več svetlobnimi tedni in ne leti. Gostota zvezd v bližini središča je 10 milijonov zvezd na kubični parsec, kar je več kot 0,2 v našem šibkem segmentu. V bližini je tudi veliko supernov in supermasivne črne luknje, ampak kaj lahko storite, mestno življenje je takšno.
Medtem, če bi bili bližje robu Mlečne poti, bi se komaj kaj spremenilo, če bi sploh nastalo življenje. Zvezdni sistemi na robu galaksij imajo nižjo stopnjo kovinosti, torej imajo manj elementov, težjih od vodika in helija. Zmanjševanje ravni kovinskih elementov pomeni, da se bo plinskih velikanov, kot je Jupiter, počasi nabiral okoli trdnih jeder, manj. Ker plinski velikani ne bodo prevzeli zadetka, bodo trdni svetovi bolj izpostavljeni vplivu kometa. Poleg tega bo Zemljino nočno nebo na robu galaksije dolgočasno in prazno.
Življenje v predmestju ima lahko tudi pozitivne vidike. Nekateri menijo, da se pogoji za življenje ujemajo s serijo ključnih pogojev, ki jih izpolnjujejo le v razmeroma ozkem območju, ki ga poznamo kot galaktično območje bivanja. Guillermo Gonzalez je leta 2001 izjavil, da pogoste supernove in visoke stopnje sevanja v galaktičnem središču preprečujejo nastanek življenja. Nedavne študije pravijo, da je ta argument precej skeptičen, saj bi pogoste sterilizacije supernov uravnovešale večje možnosti, da se življenje razvije.
… če bi obstajala dva sonca
Leta 2011 so astronomi opazovali prvi znani planet v binarnem zvezdastem sistemu, znan tudi kot planet z več orbiti, imenovan Kepler-16b. Alana Bossa, astrofizikov z Carnegie Institute of Science, smo vprašali, kako bi izgledala Zemlja v takšnih pogojih. Rekel je: "Rahlo hladno. Čeprav so bližje svojim zvezdam kot Zemlji, pa te zvezde niso tako svetle, zato bo temperatura na planetu le -73 stopinj Celzija. Če svoje sonce nadomestimo s temi zvezdami, bi bilo še bolj hladno, saj smo bolj od Sonca od tega Tatooina."
Seveda niso vsi binarni sistemi enaki in nekatere situacije so bolj primerne za razvoj življenja. Raziskave, predstavljene na 223. zasedanju Ameriškega astronomskega društva leta 2014, so pokazale, da so nekateri binarni zvezdni sistemi morda bolj ugodni za razvoj življenja kot enotni zvezdni sistemi. Seznanjene zvezde, katerih vrtenje je bilo sinhronizirano, bodo drug drugemu zmanjšale sončno sevanje in zvezdne vetrove, ki pogosto čistijo atmosfero planetov in lune.
Študija astrofizika Paula Masona je pokazala, da bodo zvezde, ki krožijo ena proti drugi v 10-60 zemeljskih dneh, izvajale sile plimovanja, ki zmanjšujejo vrtenje in zmanjšujejo zvezdne vetrove, kar bi lahko razširilo obseg potencialno bivalnih con v sistemu, če bi svetlobo združile dve zvezdi namesto ene. Mason je priznal, da bi Venera z dvema soncema lahko ohranila vodo, Zemlja pa bolj vlažen svet.
… če bi sonce izginilo
Kljub strahom starodavcev Sonce ne bo nenadoma ugasnilo in takšen scenarij je, kolikor vemo, fizično nemogoč. A če bi se to zgodilo, Zemlja ne bi takoj zamrznila. Če ostanemo v orbiti na ohlajeni in mrtvi zadnjici nekoč ljubljene zvezde, se bodo temperature v tednu dni spustile pod -17 stopinj Celzija, na leto pa na -73 stopinj. Brez fotosinteze bo rastlinsko življenje hitro zbledelo, kot tudi vse drugo življenje, ko oceani zamrznejo.
Zgornje plasti ledu bodo izolirale globoke vode in preprečile, da bi se oceani zamrznili za več sto tisoč let, tako da lahko nekatere oceanske in geotermalne oblike življenja preživijo. Grozno, toda drevesa bodo zaradi počasnega metabolizma in zalog sladkorja obstajala še nekaj desetletij. Najboljša mesta za preživetje ljudi bi bile jedrske podmornice ali morda bivališča, zgrajena v geotermalno bogatih državah, kot je Islandija.
Poleg smrti zaradi mraza je še vedno nekaj prednosti živeti v svetu brez Sonca. Tveganje sončnih žarkov se bo zmanjšalo, izboljšale se bodo satelitske komunikacije in pogoji za astronome.
Toda na splošno bi bilo seveda bolje s Soncem. Tudi če odstranite Sonce za samo sekundo, brez Sončeve gravitacije bodo vsi predmeti v osončju namesto krožne orbite šli po ravni črti. Sekundo kasneje, ko se Sonce vrne, bo vse, od plinskih velikanov do kozmičnega prahu, v novih orbitah, od katerih bodo nekatere nestabilne. Tudi za sekundo bo izginila heliosfera, ki ščiti osončje pred ekstrasolarnim sevanjem. Sekunda brez ščitov bo omogočila prodiranje grozljivega sevanja od zunaj, kar bo privedlo do pojava avrore po vsem svetu, porušitve satelitov in električnih omrežij ali morda sterilizacije Zemlje.
… če se Zemlja sreča s črno luknjo
Skoraj vsak radoveden otrok v tem vesolju je razmišljal o vplivih, ki bi jih lahko imela črna luknja na Zemlji ali vsaj na ljudi, ki živijo tukaj. Frank Hale z univerze Stanford je predlagal, kaj bi se lahko zgodilo, če bi bila črna luknja velikosti kovanca, ki bi imela približno enako maso kot Zemlja, v središču planeta. Saj ne, da je Zemljo sesal vesoljski sesalnik, vendar bo še vedno nekaj treme.
Zadeva, ki pade v črno luknjo, bo postala zelo vroča, kar bo povzročilo sevanje in pritisk, ki potisne zunanje plasti snovi in povzroči spektakularno eksplozijo, ki je streljala z Zemlje kot pregreta plazma. Ohranjanje zagona bo zagotovilo, da se bo zemeljska masa hitreje vrtela okoli črne luknje in ustvarila akumulacijski disk, ki bo omejil hitrost absorpcije Zemljine mase. Zemlja se bo spremenila v hitro vrteče se ruševine, vendar bo minilo nekaj časa, preden jo pojemo.
Manjša črna luknja ne bo tako slaba. Verjame se, da je vesolje polno prvinsko črnih lukenj z maso, ki ustreza majhni gori. Te črne luknje se skrivajo znotraj plinskih velikanov in vodijo do nastanka prezgodnjih supernov. Če se taka črna luknja z veliko hitrostjo zaletava v Zemljo, lahko lete naravnost skozi. Takšno trčenje bo povzročilo sproščanje energije, enakovredno eksploziji tone TNT-a, vendar se bo raztezalo po celotni dolžini poti, tako da komaj kdo opazi. Vendar bo prehod tako črne luknje skozi Zemljo pustil za seboj "dolgo cev materiala, močno poškodovanega zaradi sevanja, ki bo v geološkem času ostal prepoznaven".
Stvari bi bile temnejše, če bi sončni sistem trčil v supermasivno črno luknjo z maso milijonkrat večjo maso sonca, po možnosti iztisnjeno z gravitacijo dveh trčenih galaksij. Astronom Christopher Springob verjame, da bi domnevali, da nekaj ni v redu, ko se bo črna luknja približala 1000 svetlobnih let od sončnega sistema. Po tem bi nam ostalo le še nekaj tisoč let, da bi se pripravili na njegov prihod, po kateri bo ta črna luknja močno zmotila orbite planetov in ugriznila v zvezdni sistem. Ko je črna luknja v svetlobnem letu, bo njena gravitacija raztrgala svet, tako da bo Zemlja dobro prežvečena, preden bo dokončno pogoltnjena.
Ali pa tudi ne. Samir Mathur z univerze Ohio State verjame, da ima matematični dokaz, da morda sploh ne bi opazili, da nas jedo črne luknje.