10 Scenari "What-If" sul nostro sistema solare

Viviamo su un piccolo pianeta verde con una singola luna, in orbita attorno a una stella gialla con pochi vicini rocciosi meno invitanti nelle vicinanze e vicini più lontani di dimensioni e gassosità maggiori, che abbiamo intitolato a varie divinità mitologiche. Mentre cerchiamo le regioni più distanti dello spazio, stiamo cercando disperatamente di trovare altri sistemi stellari che potrebbero ospitare mondi altrettanto piacevoli da sviluppare per la vita. Apprezzare questo sforzo e capire quanto siamo fortunati a vivere nel sistema che facciamo può essere di grande aiuto esplorando vari scenari ipotetici e selvaggi su come il nostro sistema solare potrebbe essere molto, molto diverso.

10 Marte non ha mai perso il suo campo magnetico

Una volta Marte aveva un'atmosfera promettente calda, umida e dominata dal biossido di carbonio, che fu distrutto quando il pianeta rosso perse il suo campo magnetico circa 3,6 miliardi di anni fa, permettendo ai venti solari del Sole di spogliare l'atmosfera. Ciò avvenne relativamente rapidamente in termini cosmici, con la maggior parte dell'atmosfera persa in poche centinaia di milioni di anni dal blocco del campo magnetico. Oggi l'atmosfera marziana è pari a circa l'1% della Terra al livello del mare e i venti solari continuano a consumarlo a una velocità di circa 100 grammi al secondo.

Sappiamo che una volta esisteva un campo magnetico attorno al pianeta, in quanto alcune rocce magnetizzate esistono ancora sulla superficie. Alcuni credono che la perdita sia stata causata da un pesante bombardamento di asteroidi, interrompendo il flusso di calore all'interno di Marte che ha generato il campo magnetico. Se ciò non fosse accaduto, allora Marte avrebbe potuto conservare i suoi oceani primitivi e forse sarebbe stata un'altra fonte di vita nel nostro sistema solare.

Tuttavia, un'altra teoria suggerisce che il vecchio campo magnetico avrebbe potuto coprire solo metà del pianeta, il che significa che non avrebbe comunque avuto la redditività a lungo termine. Comprendere la composizione del nucleo interno marziano è la chiave di questa domanda. Sulla Terra, il ferro liquido scorre intorno a un nucleo più caldo, più solido, mantenendo il nostro campo magnetico protettivo in posizione. Se Marte ha solo un nucleo fuso, ciò aiuterebbe a spiegare la perdita.

L'ingegnere informatico Kevin Gill ha fatto un tentativo esplicitamente non scientifico di modellare un Marte abitabile utilizzando i dati della NASA e le sue immagini Blue Marble: Next Generation. Gill ha detto che l'ha suonato un po 'a orecchio sui dettagli:

Non ho visto molto verde prendere piede all'interno dell'area di Olympus Mons e dei vulcani circostanti, sia per l'attività vulcanica che per la vicinanza all'equatore (quindi un clima più tropicale). Per queste zone del deserto ho usato per lo più trame prese dal Sahara in Africa e in parte dall'Australia. Allo stesso modo, man mano che il terreno si alza o si abbassa di latitudine, ho aggiunto una flora più scura insieme alla tundra e al ghiaccio glaciale. Queste trame delle aree settentrionali e meridionali sono in gran parte prelevate dalla Russia settentrionale. I verdi tropicali e subtropicali erano basati sulle foreste pluviali del Sud America e dell'Africa.

9 La terra non ha la luna

Circa 4,5 miliardi di anni fa, si è creduto che un embrione planetario di dimensioni Marte (chiamato Theia) si schiantò sulla Terra, lasciando fuori abbastanza materia per consentire la creazione della nostra luna. Gli effetti di marea della Luna possono aver influenzato il vulcanismo precoce e aumentato il numero di impatti delle meteore, che sarebbe stato devastante per la prima infanzia. Tuttavia, alcuni ritengono che la vita si sia sviluppata prima attorno alle prese d'aria idrotermali oceaniche, un processo che sarebbe stato positivamente influenzato dai flussi di marea.

Le maree lunari veloci quando la Luna era molto più vicina alla Terra possono aver creato mari poco profondi dove i frammenti di acido protonucleico si legavano molecolarmente con la bassa marea per poi dissociarsi con l'alta marea, dando origine al DNA. Secondo il paleobiologo Bruce Lieberman, "sospetto che alla fine la vita avrebbe reso la terra senza le maree. Ma i lignaggi che alla fine diedero origine agli umani furono in un primo momento intertidali ".

È probabile che i flussi di marea aiutassero a trasportare il calore dall'equatore ai poli, il che significa che senza la Luna, gli eventi dell'era glaciale sarebbero stati meno gravi, il che avrebbe ridotto le pressioni evolutive sulla vita. Se la vita si fosse evoluta su una Terra priva di luna, probabilmente avrebbe mostrato molto meno cambiamenti nel tempo e molta meno diversità. Anche la lunghezza della giornata sarebbe stata diversa senza la Luna, il che ha contribuito a rallentare la rotazione iniziale della Terra da sei avari a ben 24 ore, nonché a stabilizzare l'inclinazione della Terra e quindi le sue stagioni. Qualsiasi vita che si sviluppi in un mondo senza luna dovrebbe affrontare giorni e notti estremamente brevi e probabilmente anche grandi cambiamenti climatici.

Mancando la Luna, le forme di vita perderebbero il beneficio dell'uso della luce lunare per rimanere attive di notte, il che potrebbe cambiare i livelli di attività notturna e il successo della predazione notturna o semplicemente incoraggiare l'evoluzione degli occhi in grado di lavorare alla luce della Via Lattea solo. Qualsiasi vita intelligente che si sviluppasse sarebbe stata priva dell'influenza culturale della Luna e della praticità dei calendari lunari comunemente usati dalla prima civiltà.

8 anelli terrestri

Dopo la collisione con il pianeta irregolare Theia, la Terra in realtà aveva anelli temporali, che alla fine si sono coalizzati nella Luna. Ciò è accaduto perché il relitto si trovava al di fuori del limite di Roche della Terra, nel quale le forze gravitazionali distruggono qualsiasi satellite naturale in erba. Se una piccola luna o un satellite in orbita attorno alla Terra si fosse allontanato troppo vicino alla forza gravitazionale della Terra, avrebbe potuto essere separato, creando un anello prolungato.

Saturno ha anelli di ghiaccio, che non durerebbero tanto vicino quanto noi siamo al Sole, ma teoricamente, anelli fatti di roccia potrebbero sopravvivere, anche se apparirebbero molto diversi dagli anelli di Saturno. L'effetto sullo sviluppo della vita sulla Terra sarebbe pronunciato, poiché le ombre degli anelli causerebbero inverni più freddi e una riduzione della luce solare in entrambi gli emisferi.Se la vita intelligente si sviluppasse, troverebbe gli anelli un impedimento all'astronomia ottica terrestre. Gli anelli avrebbero anche reso i voli spaziali e i satelliti artificiali una proposizione molto più difficile, con tutti i detriti spaziali.

Questi anelli apparirebbero diversamente a seconda della regione della Terra da cui sono stati visti: una linea sottile attraverso il cielo in Perù, un arco possente che domina il cielo in Guatemala, un orologio diurno di 180 gradi grazie all'ombra della Terra in Polinesia e un bagliore sempre presente all'orizzonte in Alaska. Possiamo solo speculare su come gli antichi popoli del mondo avrebbero incorporato panorami così straordinari nelle loro mitologie e cosmologie.

7 Stella di Giove

Il più grande pianeta del nostro sistema solare è considerato da alcuni come quasi, ma non abbastanza, abbastanza grande da essere diventato una stella nana bruna. (Altri dicono che per arrivare così lontano, avresti bisogno di una massa pari a 13 Jupiters.) Questa sarebbe stata una stella debole e distante leggermente più luminosa di Venere. Non produrrebbe molta luce o calore e si troverebbe cinque volte la distanza tra la Terra e il Sole, quindi potrebbe non aver influenzato lo sviluppo della vita sulla Terra. Questa è una fortuna.

Giove diventare una star non sarebbe facile o semplice come dare fuoco al pianeta, così divertente come sembra. Poiché Giove è per lo più idrogeno, è necessario circondarlo con circa la metà di un valore di ossigeno di Giove per accenderlo, il che creerebbe l'acqua. Ma quella sarebbe una grande palla di fuoco, non una stella. Per ottenere la fusione nucleare che alimenta il Sole, avresti bisogno di molto più idrogeno. Sarebbe il valore di 13 Jupiters per una nana bruna, 79 Jupiters extra per una stella nana rossa, e circa 1,000 altri Jupiters per ottenere un'altra stella delle dimensioni del Sole.

Tuttavia, un blogger ha utilizzato il programma di simulazione del sistema solare Sandbox Universe per aumentare la dimensione di Giove a quella del Sole, causando il caos nel sistema solare. Le lune dei pianeti esterni furono inviate volando via dalle loro orbite in tutte le direzioni, e la cintura di asteroidi fu completamente distrutta. Mentre Mercurio e Venere rimasero relativamente invariati, la Terra di solito finì per schiantarsi contro un altro pianeta o finire in una nuova orbita bruciante vicino al Sole.

6 Earth inverte la rotazione

L'effetto più evidente dell'inversione della rotazione della Terra sarebbe il Sole che sorge ad ovest e si posiziona ad est, ma questa sarebbe una vera sfida. Secondo l'astrofisico Penn State Kevin Luhman, "The Earth gira come fa perché è nato fondamentalmente in quel modo. [...] Quando il sole era una stella appena nata, aveva un sacco di gas e polvere che giravano intorno ad esso in una grande struttura simile a un disco. "L'unico pianeta che gira nella direzione opposta è Venere, probabilmente a causa di una collisione miliardi di anni fa. Ripetendo quel processo sulla Terra probabilmente rimuoverebbe gli osservatori dagli effetti a lungo termine.

Ma supponendo che fosse magia o alieni, ci sarebbero comunque gravi conseguenze. Interferirebbe completamente con l'effetto di Coriolis, che stabilisce come lo spin della Terra si traduca in modelli di vento. Ciò invertirà gli alisei e cambierà il clima in molte regioni. L'Europa in particolare sarebbe seriamente colpita, con i miti bagliori che soffiano attraverso l'Atlantico dal Golfo del Messico scomparendo, per poi essere sostituiti da un freddo siberiano proveniente dall'Est.

Secondo alcuni studi, mentre le cose diventano spiacevoli in Europa, i risultati di una Terra in rotazione inversa sono positivi in ​​alcuni punti. Le precipitazioni del Nord Africa sarebbero aumentate, e la quantità di acqua fluviale che entrava nel Mediterraneo potrebbe quasi trasformarla in un lago d'acqua dolce. L'aria calda sarebbe invece spinta nel nord del Pacifico e nell'Atlantico meridionale, rendendo l'Alaska, la Russia dell'Estremo Oriente e parti dell'Antartide molto più invitanti per vivere.

5 Cambiare i luoghi con Marte

Scambiare la Terra e Marte in giro avrebbe effetti piuttosto seri: le temperature marziane aumenterebbero, sciogliendo le calotte polari, liberando i gas dal suolo e creando un clima quasi caldo come quello che abbiamo sulla Terra ora. La terra, d'altra parte, diventerebbe rapidamente più fredda e gelata. Un problema potenzialmente più grande potrebbe essere la destabilizzazione del sistema solare interno causato dall'effetto che i pianeti hanno sulle loro orbite.

Il fisico planetario Renu Malhotra dell'Università dell'Arizona ha eseguito una simulazione che ha mostrato una maggiore destabilizzazione nelle orbite planetarie. Ha cercato di ignorare i risultati di Mercury, ma questo ha finito per causare l'espulsione di Marte dal sistema solare. Un'altra simulazione ha visto la Terra e Marte che hanno orbite destabilizzate, a causa dell'influenza di Giove nella prima e quella di Terra e Venere per quest'ultima, mentre l'orbita di Mercurio è selvaggiamente colpita. Ciò suggerisce che la situazione orbitale del sistema solare interno è piuttosto precaria, il che è un peccato per alcune lungimiranti proposte futuriste sul traino di Marte più vicino al Sole in 100.000 anni circa.

È interessante notare che se la meccanica orbitale potesse essere risolta, la Terra potrebbe effettivamente fare lo scambio con Venere. Uno studio ha utilizzato simulazioni al computer per dimostrare che la Terra o un pianeta simile alla Terra potrebbero potenzialmente essere abitabili all'orbita di Venere, di solito considerata leggermente troppo vicina al Sole per la zona abitabile. Nonostante abbia ricevuto il doppio della quantità di radiazioni, la copertura nuvolosa ha impedito che la temperatura della superficie aumentasse troppo. Venere potrebbe essere stata ruotata più velocemente nella sua storia, causando l'effetto serra dell'ecosistema e la distruzione degli oceani.

4 vita al centro e bordo galattico

Apparentemente viviamo in un settore piuttosto noioso della Via Lattea, lontano dai boondocks dell'esercito di Orione, lontano dal trambusto del centro galattico.Se fossimo al centro della galassia, il cielo notturno sarebbe notevolmente più luminoso, con un gran numero di stelle che brillano come Venere nel cielo notturno, poiché le stelle vicino al nucleo sono separate da poche settimane di luce piuttosto che anni luce. La densità delle stelle vicino al centro è di circa 10 milioni di stelle per parsec cubico, rispetto a 0,2 nel nostro settore benighted. C'è anche un numero abbastanza elevato di supernovae e la presenza di un buco nero supermassiccio, ma questa è la vita urbana per te.

Nel frattempo, se fossimo più vicini al limite della Via Lattea, le cose non sarebbero state troppo diverse, se la vita fosse sorta. I sistemi stellari ai bordi delle galassie hanno un livello inferiore di metallicità, il che significa che ci sono quantità minori di elementi che sono più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Con circa un terzo di questi elementi più pesanti disponibili nei mondi galattici, potrebbero emergere pianeti rocciosi e simili alla Terra. Tuttavia, gli elementi metallici ridotti significherebbero che i giganti gassosi come Giove, che si accrescono lentamente attorno ai nuclei rocciosi, avrebbero meno probabilità di formarsi. Senza giganti gassosi per assorbire il colpo, i mondi rocciosi sono più vulnerabili agli impatti delle comete, ma potrebbe anche essere meno probabile che gli asteroidi d'acqua colpiscano la loro direzione. In ogni caso, la Terra ai margini avrebbe probabilmente un cielo più solo con meno corpi vaganti per stimolare l'immaginazione di astronomi e osservatori.

Potrebbe esserci un lato positivo per la posizione della Terra nei sobborghi esterni della galassia. Alcuni credono che le condizioni per la vita si basino su una serie di condizioni molto importanti, ed è solo all'interno di un intervallo relativamente sottile noto come la Galactic Habitable Zone che queste possono davvero rappresentare. Nel 2001, Guillermo Gonzalez sosteneva che le frequenti supernovae e gli alti livelli di radiazioni presenti nel centro galattico avrebbero reso difficile per la vita emergere indenni. Ricerche più recenti suggeriscono che l'argomento potrebbe essere eccessivamente scettico, in quanto le frequenti sterilizzazioni di supernova sarebbero compensate dalle probabilità più frequenti di comparsa della vita. Una squadra ha persino suggerito che il 2,7 percento delle stelle nella galassia interna potrebbe avere mondi abitabili.

3 Due soli

Nel 2011, gli astronomi hanno osservato il primo pianeta conosciuto all'interno di un sistema a stella gemella, noto anche come pianeta circumbinary, chiamato Kepler-16b. Alan Boss, astrofisico del Carnegie Institution for Science, è stato chiesto come avrebbe fatto la Terra in queste condizioni. Disse: "È un po 'gelido. [...] Sebbene sia più vicino alle sue stelle che alla Terra sia al sole, le stelle non sono così luminose, quindi la temperatura di questo pianeta sarebbe solo di circa 200 Kelvin. Se sostituissi il nostro sole con quelle stelle, saremmo ancora più freddi di 200 Kelvin, perché siamo più lontani di questo pianeta simile a Tatooine ".

Naturalmente, non tutti i sistemi binari sono uguali e alcune situazioni potrebbero essere significativamente migliori per lo sviluppo della vita. La ricerca presentata alla 223a American Astronomical Society nel 2014 suggerisce che alcuni sistemi stellari binari potrebbero essere più favorevoli per lo sviluppo della vita rispetto ai sistemi stellari unitari. Le stelle accoppiate, le cui rotazioni erano sincronizzate, riducevano la reciproca radiazione solare e i venti stellari, che possono strappare pianeti e lune della loro atmosfera se sono troppo forti.

La ricerca dell'astrofisico Paul Mason suggerisce che le stelle in orbita tra 10 e 60 giorni terrestri eserciterebbero forze di marea l'una sull'altra per rallentare la rotazione e ridurre i venti stellari, mentre potenzialmente estendevano anche la gamma della zona abitabile del sistema grazie alla combinazione di luce da due stelle invece di una. Mason ipotizzava che se avessimo avuto due soli, Venere avrebbe potuto mantenere la sua acqua, mentre la Terra potrebbe anche essere un mondo significativamente più umido. La NASA ritiene che almeno uno dei pianeti noti nel sistema binario Kepler-47 si trovi all'interno di una zona abitabile.

2 Il sole esce

Nonostante i timori degli antichi mesoamericani, il Sole non è affatto minacciato di uscire improvvisamente, e tale scenario è fisicamente impossibile per quanto possiamo dire. Ma se lo facesse, la Terra non si congelerebbe all'istante. Supponendo che siamo rimasti in orbita attorno alla fredda e fredda stalla che era la nostra stella che una volta amava, la temperatura scendeva sotto -17 gradi Celsius (0 ° F) entro una settimana, e poi -73 gradi Celsius (-100 ° F) entro un anno. Senza la fotosintesi, la vita delle piante morirebbe rapidamente, così come tutta la vita di superficie quando le superfici dei mari si congelerebbero.

Questi strati superiori di ghiaccio isolerebbero le acque più profonde e impedirebbero agli oceani di congelarsi per qualche altro centinaio di migliaia di anni, quindi alcune forme di vita oceaniche e geotermiche potrebbero sopravvivere. Stranamente, gli alberi sarebbero rimasti attaccati per qualche decennio grazie ai lenti metabolismi e alle riserve di zucchero. I posti migliori per la sopravvivenza degli umani sarebbero i sottomarini nucleari o forse gli habitat costruiti in paesi come l'Islanda con ricchi depositi di energia geotermica.

Oltre alla morte per congelamento, XKCD ha suggerito alcuni vantaggi per un mondo senza sole. Ci sarebbe un rischio ridotto di brillamenti solari, una migliore comunicazione satellitare e migliori condizioni per l'astronomia. Ridurrebbe inoltre i costi commerciali dei fusi orari, preveniva i contrattempi legati agli starnuti per i piloti da combattimento e eliminerebbe le ustioni chimiche causate dalla combinazione di sostanze chimiche presenti nelle pastinache (chiamate furocumarine) sulla pelle umana esposta alla luce solare.

In generale, sembra che sarebbe meglio mantenere il sole in giro. Gizmodo ha ipotizzato che i risultati del Sole cesseranno di esistere per un solo secondo. Senza la gravità del Sole, tutti gli oggetti nel sistema solare passerebbero da orbite circolari a viaggi in linea retta.Un secondo dopo, quando il Sole era tornato online, tutto, dai giganti del gas alla polvere spaziale, sarebbe in orbite nuove, alcune delle quali potrebbero essere instabili e portare a espulsione dal sistema solare. Rimuoverà anche l'eliosonda che protegge il sistema solare dalle radiazioni extrasolari. Un secondo con gli scudi abbassati potrebbe far entrare un bel po 'di brutte radiazioni dall'esterno, il che potrebbe portare ad una bella aurora globale, disturbare i satelliti e le reti elettriche, o eventualmente sterilizzare la Terra.

1 Earth incontra il buco nero

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Quasi ogni bambino con un interesse per l'universo ha considerato gli effetti che un buco nero avrebbe sulla Terra, o almeno certe persone che vivono su di esso. Frank Heile della Stanford University ha ipotizzato cosa sarebbe successo se un buco nero delle dimensioni di una moneta, che avrebbe approssimativamente la stessa massa della Terra, fosse collocato al centro del pianeta. Non sarebbe così semplice come la Terra che si insinua in una bocca cosmica, ma sarebbe disordinata.

La materia che cade nel buco nero diventerebbe estremamente calda, causando radiazioni e pressioni che spingono fuori gli strati esterni della materia e causano un'esplosione spettacolare, soffiando via gran parte della Terra come plasma surriscaldato. La conservazione del momento angolare determinerebbe che la massa della Terra inizierebbe a ruotare più velocemente attorno al buco nero e creerebbe un disco di accrescimento che limiterebbe la velocità con cui il buco nero potrebbe consumare la massa della Terra. La Terra sarebbe una rovina in rapida rotazione, ma ci vorrebbe un po 'di tempo per essere consumata.

Un buco nero più piccolo non sarebbe così male. Si ritiene che i buchi neri primordiali (PBH) siano diffusi in tutto l'universo, con la massa equivalente a una piccola montagna. Questi PBH sono teorizzati per essere in agguato all'interno di alcuni giganti gassosi e potrebbero causare una supernova prematura nelle stelle. Se uno colpisce la Terra ad alta velocità, potrebbe passare semplicemente attraverso. Secondo la ricerca russa e svizzera, una tale collisione rilascerebbe energia pari alla detonazione di una tonnellata di TNT, ma questo sarebbe diffuso in tutto il suo viaggio attraverso la Terra, quindi potresti essere fortunato a vedere la scintilla mentre colpisce il terreno . Tuttavia, lascerebbe "un lungo tubo di materiale fortemente radiativo danneggiato, che dovrebbe rimanere riconoscibile per il tempo geologico".

Le cose sarebbero ancora più brutte se il sistema solare fosse avvicinato da un buco nero supermassiccio con circa un milione di volte la massa del Sole, forse espulso dalla gravità di due galassie in collisione. Secondo l'astronomo Christopher Springob, realizzeremmo qualcosa che non andava quando il buco nero arrivò a 1.000 anni luce dal nostro sistema solare e iniziammo a notare che altre stelle erano state distrutte. Quindi, potremmo avere solo poche centinaia di migliaia di anni per prepararci per il suo arrivo entro poche centinaia di anni luce, quando il buco nero interromperebbe le orbite dei pianeti e potenzialmente ci manderebbe a girare dal sistema solare per congelarci, o per tuffarci al sole per affumicare. Nel momento in cui era entro un anno luce, la sua gravità avrebbe squarciato il mondo, quindi la Terra sarebbe stata ben masticata prima che fosse definitivamente inghiottita.

O no. Samir Mathur, della Ohio State University, crede di avere prove matematiche del fatto che non potremmo nemmeno accorgerci di essere stati risucchiati da un buco nero. È un sostenitore della teoria del fuzzball, affermando che i buchi neri sono probabilmente sfere intrecciate di corde cosmiche che creano ologrammi quasi perfetti di qualsiasi cosa tocchi la loro superficie. Alcuni credono che i buchi neri di fuzzball siano ancora circondati da un "firewall" altamente distruttivo, ma Mathur crede che se l'universo è un ologramma come suggerisce la teoria delle stringhe, i buchi neri potrebbero essere per lo più macchine di copia innocue.