چگونه از پخته شدن زمین در برابر خورشید فوق سوزان جلوگیری کنیم؟
خورشید طی چندصد میلیون سال آینده به قدری داغ و درخشان می‌شود که عملا حیات روی زمین ممکن نخواهد بود. اما چگونه می‌توان از پخته شدن زمین جلوگیری کرد؟
پخته شدن زمین توسط خورشید
روزی خورشید وارد مرحله‌ای خواهد شد که دیگر حیات روی زمین ممکن نخواهد بود و سیاره ما صرفا به توده‌ای از آهن و نیکل تبدیل می‌شود. خبر خوب این است که اگر تمام تلاشمان را به‌کار ببریم، حتی پس از داغ شدن بیش از حد خورشید می‌توانیم سکونت‌پذیری خانه خود را حفظ کنیم.
کابوس بیدارکننده
خورشید به‌‌تدریج در طول زمان به شکل بی‌رحمانه‌ای درخشان‌تر، داغ‌تر و بزرگ‌تر خواهد شد. میلیاردها سال پیش وقتی مجموعه‌ای از مولکول‌ها به رقص با یکدیگر پرداختند و به موجوداتی زنده تبدیل شدند، خورشید ۲۰ درصد کم‌نورتر از امروز بود. در آن زمان، حتی دایناسورها با ستارهای ضعیف‌تر و کوچک‌تر 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 که امروز حیات‌بخش سیاره خاکی‌مان است به پخته شدن زمین خواهد انجامید. چند صد میلیون سال در مقیاس کیهانی مانند چشم‌برهم زدن است.
خورشید بر اساس ویژگی‌های بنیادی فیزیکی خود، بذرهای نابودی‌اش را می‌کارد. در شرایط فعلی ستاره‌ی ما در هر ثانیه، ۶۰۰ میلیون تن هیدروژن مصرف می‌کند؛ به‌طوری‌که اتم‌ها در یک دوزخ هسته‌ای با دمای بیش از ۱۵ میلیون درجه‌ی سانتی‌گراد به یکدیگر کوبیده می‌شوند. از این ۶۰۰ میلیون تن، ۴ میلیون تن هیدروژن به انرژی تبدیل می‌شود که برای روشن کردن کل منظومه شمسی کافی است.
واکنش همجوشی کاملا تمیز نیست و فرآورده‌ی حاصل از آن هلیوم است. هلیوم جایی برای رفتن ندارد، زیرا چرخه‌های همرفتی عمیقی که به صورت پیوسته مواد داخل خورشید را زیر رو رو می‌کنند، به هسته که محل شکل‌گیری هلیوم است، نمی‌رسند؛ بنابراین هلیوم همان‌جا به شکلی بی‌استفاده، بی‌حرکت و راکد باقی می‌ماند.
در عصر حاضر، خورشید در هسته‌ی خود به دما و فشار بالا برای همجوشی هلیومی نرسیده است؛ بنابراین هلیوم همان‌جا می‌ماند و جرم کلی هسته را بدون اینکه چیز دیگری برای همجوشی به آن بدهد، افزایش می‌دهد. خوشبختانه خورشید می‌تواند این فرآیند را از طریق موازنه‌ی هیدرواستاتیک جبران کند.
خطر انفجار یا حداقل انبساط خورشید
خورشید در تعادل پیوسته در لبه‌ی یک چاقوی هسته‌ای قرار دارد. در یک سمت انرژی حاصل از فرآیند همجوشی آزاد می‌شود که اگر بدون کنترل رها شود می‌تواند خطر انفجار یا حداقل انبساط خورشید را به دنبال داشته باشد. در مقابل این نیرو، وزن گرانشی خورشید قرار دارد که نیرویی به سمت داخل را وارد می‌کند. اگر این نیرو آزاد شود، گرانش خورشید باعث فروپاشی و تبدیل آن به سیاه‌چاله‌ای در ابعاد یک 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 کند، دیگر نقاط ستاره هم داغ شده و لایه‌های بیرونی آن متورم می‌شوند.
به این ترتیب فشار گرانش کاهش می‌یابد و واکنش‌های هسته‌ای کند می‌شوند. اگر خورشید به‌صورت تصادفی منقبض شود، مواد بیشتری خود را وارد هسته می‌کنند و در آنجا در رقص هسته‌ای حضور می‌یابند. انرژی آزادشده درنتیجه‌ی این اتفاق به تورم دوباره‌ی ستاره تا نسبت‌های عادی منجر می‌شود.
دلیل درخشش و انبساط سطح خورشید
از سویی هلیوم که فرآورده‌ای هسته‌ای است، جایگزین هیدروژن شده و تعادل را برهم می‌زند. خورشید در این حالت چاره‌ای جز کشش درونی ندارد، چرا که گرانش تسلیم‌ناپذیر است. در این حال واکنش‌های هسته‌ای شدت می‌گیرند و دما را افزایش می‌دهند که 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 واکنش به این فرآیند درخشان‌تر می‌شود. به سختی می‌توان پیش‌بینی کرد که دقیقا چه زمانی این درخشش برای زمین فاجعه‌بار شود، این مسئله به شدت به رابطه‌ی بین پرتوها، جو و اقیانوس ربط دارد؛ اما تخمین کلی این است که ما تقریبا ۵۰۰ میلیون سال تا غیرممکن شدن حیات روی زمین زمان داریم.
اثرات خورشید سوزان بر زمین
خورشید سوزان دمای سطح زمین را افزایش خواهد داد. در دماهای بالاتر اقیانوس‌ها تبخیر می‌شود. از آنجا که بخار آب یک 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 می‌کنند. در نهایت شاهد گریز بخش زیادی از آب‌های زمین به داخل جو خواهیم بود.
بدون وجود آب برای روغن‌کاری فعالیت تکتونیکی، صفحات تکتونیکی متوقف می‌شوند. بدون فعالیت تکتونیکی برای بیرون‌کشیدن کربن از جو زمین، تراکم هوای سیاره به‌شدت افزایش می‌یابد. درنتیجه طی چند صد میلیون سال به زهره، سیاره دوقلوی زمین تبدیل می‌شویم که همین سرنوشت را میلیاردها سال پیش تجربه کرد؛ دو دنیای مرده در دستان ستاره‌ی والد خود.
تغییر موقعیت سیاره
کمربند حیات به منطقه‌ای در اطراف یک ستاره گفته می‌شود که در آن دما برای جریان آب مایع روی سطح یک سیاره مناسب باشد. در نزدیکی ستاره دما بسیار بالا است و مانع از هر گونه پیچیدگی جوی می‌شود، به‌طوری‌که آب فقط در حالت بخار موجود است. خارج از این محدوده نیز دما بسیار پائین است.
زمین در حال حاضر تقریبا در وسط کمربند 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، کمربند حیات هم به نقاط دوردست‌تری از منظومه شمسی خواهد رسید؛ بنابراین اگر می‌خواهیم از فرآیند پخته شدن زمین جان سالم به در ببرد، باید آن را جابه‌جا کنیم.
جابه‌جایی یک سیاره کار ساده‌ای نخواهد بود؛ اما خوشبختانه با مقیاس‌های زمانی نجومی وسیعی روبه‌رو هستیم و لازم نیست زمین را همین امروز جابه‌جا کنیم. در واقع صدها میلیون سال برای برنامه‌ریزی این جابه‌جایی زمان داریم. برای این کار می‌توانیم از نیروی پایدار یکسانی استفاده کنیم که سیاره‌ها را در مدار خورشید حفظ می‌کند و آن نیرو چیزی نیست جز گرانش.
اولین کاری که باید انجام دهیم، یافتن یک منبع انرژی است. بالا بردن مدار زمین مستلزم مقدار زیادی انرژی است و این انرژی را باید از جایی تأمین کرد. خوشبختانه می‌توانیم از سیاره مشتری استفاده کنیم. از آنجا که این جهان گازی ۳۱۸ برابر سنگین‌تر از زمین است، حرکت ساده‌ی آن در آسمان مقدار شگفت‌انگیزی انرژی جنبشی فراهم می‌کند و می‌توان مقدار کمی از آن را قرض گرفت.
از طریق برهم‌کنش‌های مداری می‌توان انرژی مشتری را به زمین منتقل کرد. برای درک بهتر این مسئله، فرض کنید درون سکویی چرخ‌دار روی خط آهن ایستاده‌اید و قطاری به سمت شما حرکت می‌کند. نمی‌توانید از سر راه قطار کنار بروید (زیرا در این صورت این تشبیه سرگرم‌کننده نیست)؛ بنابراین تنها شانس شما برای زنده ماندن این است که حداقل به اندازه‌ی قطار سریع حرکت کنید. البته اگر خیلی ساده اجازه دهید قطار با شمار برخورد کند، آن وقت سرعت شما با سرعت قطار تطبیق می‌یابد اما نه به شیوه‌ای که انتظارش را دارید.
