10 'What-if' scenarier om vårt solsystem

Vi lever på en liten, grön planet med en enstaka måne, som kretsar en gul stjärna med några mindre inbjudande steniga grannar i närheten och mer avlägsna grannar av större storlek och gasformighet, som vi har uppkallat efter olika mytologiska gudar. När vi söker de mer avlägsna områdena i rymden försöker vi desperat hitta andra stjärnsystem som kan hysa liknande trevliga världar för livet att utvecklas. Uppskattar denna strävan och förstår hur lyckligt vi ska leva i det system som vi gör kan i stor utsträckning bistås genom att utforska olika hypotetiska och vilda scenarier om hur vårt solsystem skulle kunna vara väldigt annorlunda.

10 Mars förlorade aldrig sin magnetiska fält

Mars hade en gång en lovande atmosfär som var varm, våt och dominerad av koldioxid, som förstördes när den röda planeten förlorade sitt magnetfält för omkring 3,6 miljarder år sedan, vilket gjorde att solens straffande solvind kunde ta bort atmosfären. Detta skedde relativt snabbt i kosmiska termer, med det mesta av atmosfären som förlorades inom några hundra miljoner år av magnetfältet som stängdes ner. Idag är den martianska atmosfären ungefär 1 procent av jordens havsnivå, och solvindarna fortsätter att äta den bort med en hastighet på cirka 100 gram per sekund.

Vi vet att det en gång var ett magnetfält runt om i världen, eftersom vissa magnetiserade bergarter fortfarande finns på ytan. Vissa tror att förlusten orsakades av en tung asteroid bombardement, som störde värmeflödet i Mars som genererade magnetfältet. Om det inte hade hänt, kunde Mars ha behållit sina primitiva oceaner och kanske varit en annan livskälla i vårt solsystem.

Men en annan teori tyder på att det gamla magnetfältet kanske bara har täckt hälften av planeten, vilket betyder att det inte skulle ha haft långsiktig livskraft. Att förstå sammansättningen av den inre kärnan i Mars är nyckeln till denna fråga. På jorden flyter flytande järn runt en varmare, mer solid kärna, vilket håller vårt skyddande magnetfält på plats. Om Mars bara har en smält kärna, skulle det hjälpa till att förklara förlusten.

Programvarutekniker Kevin Gill gjorde ett erkänt icke-vetenskapligt försök att modellera en beboelig Mars som använder NASA-data och dess Blue Marble: Next Generation-bilder. Gill sa att han spelade det något för örat på detaljerna:

Jag såg inte mycket grönt att ta tag i området Olympus Mons och de omgivande vulkanerna, både på grund av vulkanaktiviteten och närheten till ekvatorn (därmed ett mer tropiskt klimat). För dessa ökenliknande områden brukade jag mest använda texturer från Sahara i Afrika och några av Australien. På samma sätt, när terrängen blir högre eller lägre i breddgraden, lade jag till mörkare flora tillsammans med tundra och isis. Dessa texturer i norra och södra områden tas till stor del från norra Ryssland. Tropiska och subtropiska gröna var baserade på regnskogarna i Sydamerika och Afrika.

9 Jorden har ingen mån

För omkring 4,5 miljarder år sedan trodde man att ett Mars-stort planetfoster (Theia) kraschade in i jorden, sloughing off tillräckligt mycket för att möjliggöra skapandet av vår måne. Månens tidvatteneffekter kan ha påverkat tidig vulkanism och ökat antalet meteorpåverkningar, vilket skulle ha varit förödande för det tidiga livet. Men vissa tror att livet utvecklats först kring djuphavshydrotermiska ventiler, en process som skulle ha påverkats positivt av tidvattenflöden.

Snabba måntider när månen var mycket närmare jorden kan ha skapat grunda saltlösningsområden där protonukleinsyrafragment skulle binda molekylärt vid lågvatten och sedan dissociera vid högvatten och så småningom ge upphov till DNA. Enligt paleobiologen Bruce Lieberman, "Jag misstänker att så småningom skulle livet ha gjort land utan tidvatten. Men de linjer som i slutändan gav upphov till människor var vid första tidtid. "

Det är troligt att tidvattenflöden bidrog till att transportera värme från ekvatorn till polerna, vilket innebär att isålderhändelserna utan månen skulle ha varit mindre allvarliga, vilket skulle ha minskat det evolutionära trycket på livet. Om livet utvecklas på en jord som saknar en måne, skulle det troligen ha visat mycket mindre förändring över tid och mycket mindre mångfald. Dagens längd skulle också vara annorlunda utan månen, vilket bidrog till att sänka den tidiga jordens rotation från en stingy sex timmar till en generös 24 timmar, liksom att stabilisera jordens lutning och därför dess årstider. Varje liv som utvecklas i en månlös värld skulle behöva hantera extremt korta dagar och nätter och förmodligen stora klimatförändringar också.

Livsformer skulle sakna fördelen med att använda månskenet för att förbli aktiva på natten vilket skulle kunna förändra nivåer av nattlig aktivitet och framgången med natten predation eller helt enkelt uppmuntra utvecklingen av ögon som kan arbeta genom Vetstens ljus ensam. Varje intelligent liv som utvecklats skulle sakna månens kulturella inflytande och handikappan på månkalendarna som vanligen används av tidig civilisation.

8 jordens ringar

Efter kollisionen med den oregelbundna planet Theia hade jorden ibland tidigt ringar, som till sist samlades i månen. Detta hände på grund av att vraket låg utanför jordens Roche-gräns, i vilken gravitationskrafter riva ut en spirande naturlig satellit. Om en liten måne eller satellit som kretsar runt jorden hade gått för nära jordens gravitation, skulle den kunna ha dragits ifrån varandra och skapa en hållbar ring.

Saturnus har ringar av is, som inte skulle hålla länge så nära som vi är i solen, men teoretiskt sett kunde ringar av sten överleva, även om de skulle verka mycket annorlunda än Saturnus ringar. Effekten på utvecklingen av livet på jorden skulle uttalas, eftersom ringarna av ringarna skulle orsaka kallare vintrar och minskat solljus i båda halvkärmen.Om det intelligenta livet utvecklats skulle det finna ringarna ett hinder för markbaserad optisk astronomi. Ringar skulle också göra rymdflight och artificiella satelliter ett mycket svårare förslag, vad med all rymdskräp.

Dessa ringar skulle verka annorlunda beroende på jordens område, från vilken de betraktades - en tunn linje över himlen i Peru, en mäktig båge som dominerar himlen i Guatemala, en 180 graders atmosfärisk dag klocka tack vare jordens skugga i Polynesien , och en ständigt närvarande glöd på horisonten i Alaska. Vi kan bara spekulera på hur de antika folken i världen skulle ha infört sådana fantastiska vyer i deras mytologier och kosmologier.

7 Jupiter Star

Den största planet i vårt solsystem anses av vissa vara nästan, men inte riktigt, tillräckligt stor för att ha utvecklats till en brun dvärgstjärna. (Andra säger att för att komma så långt, skulle du behöva massa lika med 13 Jupiters.) Detta skulle ha varit en mörk och avlägsen stjärna något ljusare än Venus. Det skulle inte producera mycket ljus eller värme och skulle ligga fem gånger avståndet mellan jorden och solen, så det kan inte ha påverkat utvecklingen av livet på jorden. Detta är lyckligt.

Jupiter blir en stjärna skulle inte vara lätt eller så enkelt som att ställa planeten i brand, så kul som det låter. Eftersom Jupiter mestadels är vätgas, skulle du behöva omge det med ungefär hälften av Jupiters iltvärt för att antända det, vilket skulle skapa vatten. Men det skulle vara ett stort eldboll, inte en stjärna. För att få den kärnfusion som driver solen, behöver du mycket mer väte. Det skulle vara 13 Jupiters värde för en brun dvärg, 79 extra Jupiters för en röd dvärgstjärna, och cirka 1000 mer Jupiters för att få en annan stjärna, storleken på solen.

Men en bloggare använde solsystemsimuleringsprogrammet Sandbox Universe för att öka storleken på Jupiter till Sun, vilket orsakade kaos i solsystemet. Månen på de yttre planeterna skickades från sina banor i alla riktningar, och asteroidbältet blev fullständigt förstört. Medan kvicksilver och Venus förblev relativt oförändrade, slutade jorden vanligtvis att krascha in i en annan planet eller hamna i en bränd ny omlopp nära solen.

6 Earth Reverses Spin

Den mest uppenbara effekten av jordens snurrande vändning skulle vara att solen stiger i väst och ligger i öst, men detta skulle vara ganska utmaningen. Enligt Penn State Astrophysicist Kevin Luhman, "Jorden snurrar på sättet det gör, för det var i grunden född på det sättet. [...] När solen var en nyfödd babystjärna, hade den en hel massa gas och damm som cirklade runt den i en stor skivliknande struktur. "Den enda planet som vinner i motsatt riktning är Venus, troligen på grund av en kollision miljarder år sedan. Att upprepa den processen på jorden skulle sannolikt ta bort alla observatörer på de långsiktiga effekterna.

Men om det var magi eller utomjordingar, skulle det fortfarande bli allvarliga konsekvenser. Det skulle helt störa Coriolis-effekten, vilket dikterar hur jordens spinn översätts till vindmönster. Detta skulle vända handelsvindar och förändra klimat i många regioner. Europa i synnerhet skulle bli allvarligt drabbat, med de mjuka uppvärmningsvindarna som blåser över Atlanten från Mexikanska golfen försvinner, bara för att ersättas av en sibirisk chill som blåser in från öst.

Enligt vissa studier, medan saker blir obehagliga i Europa, är resultaten av en omvänd spinnande jord på vissa ställen positiva. Nordafrikansk nederbörd skulle gå upp, och mängden flodvatten som kommer in i Medelhavet kan nästan göra det till en sötvatten sjö. Varmluft skulle istället drivas upp i norra Stilla havet och södra Atlanten, vilket gör Alaska, Fjärran östra Ryssland och delar av Antarktis mycket mer inbjudande ställen att bo.

5 Byta platser med Mars

Byta jord och Mars runt skulle ha några ganska allvarliga effekter: Mars temperaturer skulle stiga, smälta polarlocken, frigöra gaser från jorden och skapa ett klimat som är nästan lika varmt som det vi har på jorden nu. Jorden å andra sidan skulle snabbt bli kallare och frysa över. Ett potentiellt större problem kan vara destabilisering av det inre solsystemet orsakad av den effekt som planeterna har på varandra andras banor.

Planetary physicist Renu Malhotra från University of Arizona körde en simulering som visade stor destabilisering i planetariska banor. Hon försökte ignorera resultaten för kvicksilver, men det resulterade i att Mars skulle utstötas från solsystemet. En annan simulering såg att jorden och Mars båda hade storstabila destabiliserade banor, på grund av Jupiters inflytande i det förra och det av jord och venus för sistnämnda, medan kvicksilverens bana påverkas vildt. Detta tyder på att det inre solsystemets orbitalläge är ganska osäkert, vilket är synd om några långsiktiga futuristiska förslag om att bogsa Mars närmare Solen i 100 000 år eller så.

Intressant, om orbitalmekanikerna kunde utarbetas, kan jorden faktiskt göra det bra att bytas ut med Venus. En studie använde datasimuleringar för att bevisa att jorden eller en jordliknande planet eventuellt kan vara beboelig vid Venus omlopp, betraktas vanligen något för nära solen för den beboeliga zonen. Trots att du fick dubbelt så mycket strålning höll molntäcket yttemperaturen alltför hög för att livet skulle kunna utvecklas. Venus kan ha roterat snabbare tidigare i sin historia och orsakat växthuseffekten att springa amok och dess havs att koka bort.

4 Livet vid Galactic Center och Edge

Vi lever uppenbarligen i en ganska matt område i Vintergatan, långt ifrån Orions armé boondocks långt ifrån det galaktiska centrumets liv och rörelse.Om vi ​​befann oss i galaxens centrum skulle natthimlen vara avsevärt ljusare, med ett stort antal stjärnor som skiner så ljus som Venus i natthimlen, eftersom stjärnor nära kärnan separeras av avstånd av bara några få veckor snarare än ljusår. Tätheten av stjärnor nära centrum är cirka 10 miljoner stjärnor per cubic parsec, jämfört med 0,2 i vår benighted sektor. Det finns också ett ganska högre antal supernovaer och närvaron av ett supermassivt svart hål, men det är stadens levande för dig.

Under tiden, om vi var närmare Mjölkets kant, skulle det inte vara alltför annorlunda om livet uppstod alls. Stjärnsystem vid kanterna av galaxer har en lägre nivå av metallicitet, vilket innebär att det finns mindre mängder element som är tyngre än väte och helium. Med ungefär en tredjedel av dessa tyngre element tillgängliga i galaktiska fälgvärldar kunde steniga jordartade planeter komma fram. Men de reducerade metalliska elementen skulle innebära att gasjättar som Jupiter, som långsamt accretar runt steniga kärnor, skulle vara mindre benägna att bilda. Utan gasjättar för att absorbera slaget är steniga världar mer sårbara för effekter från kometer men kan också vara mindre benägna att ha vattenbärande asteroider i sin riktning. I alla fall skulle jorden på kanten troligen ha en ensamare himmel med färre vandrande kroppar för att stimulera astronomernas och stjärngatorernas fantasi.

Det kan finnas en positiv sida till jordens position i galaxens yttre förorter. Vissa tror att förhållandena för livet vilar på ett antal väldigt viktiga villkor, och det är bara inom ett relativt tunt område som kallas den galaktiska hållbara zonen att dessa verkligen kan panorera ut. År 2001 argumenterade Guillermo Gonzalez att de frekventa supernovorna och höga strålningsnivåerna i galaktiska centrum skulle göra det svårt för livet att framträda där oskadd. Nyare forskning tyder på att argumentet kan vara alltför skeptiskt, eftersom de frekventa supernova-steriliseringarna skulle balanseras av de mer frekventa chanserna för livets framväxt. Ett lag föreslog även att 2,7 procent av stjärnorna i den inre galaxen kunde ha beboeliga världar.

3 två soler

År 2011 observerade astronomer den första kända planet inom ett tvillingstjärnsystem, även känd som en cirkumbärande planet, kallad Kepler-16b. Alan Boss, astrofysiker vid Carnegie Institution for Science, frågades hur jorden skulle gå under sådana förhållanden. Han sa: "Det är lite frostigt. [...] Även om det är närmare sina stjärnor än jorden är för solen, stjärnorna är inte riktigt så ljusa, så temperaturen på denna planet skulle bara vara ca 200 Kelvin. Om du ersätter vår sol med stjärnorna skulle vi vara ännu kallare än 200 Kelvin, för vi är längre bort än den här Tatooine-liknande planeten. "

Naturligtvis är inte alla binära system desamma, och vissa situationer kan vara betydligt bättre för utvecklingen av livet. Forskning som presenterades vid det 223: a amerikanska astronomiska samhället 2014 föreslår att vissa binära stjärnsystem kan vara mer gynnsamma för utvecklingen av livet än enhetliga stjärnsystem. Parade stjärnor vars spins synkroniserades skulle minska hinandens solstrålning och stjärnvindar, vilket kan hota planeter och månar i atmosfären om de är för starka.

Forskning från astrofysiker Paul Mason föreslår att stjärnor som kretsar varandra mellan 10 och 60 jorddagar skulle utöva tidvattensstyrkor på varandra för att sakta ner sin rotation och minska stjärnvindar, samtidigt som de potentiellt kan utöka intervallet av systemets beboeliga zon tack vare kombinationen av ljus från två stjärnor i stället för en. Mason spekulerade att om vi hade två soler, kunde Venus ha behållit sitt vatten, medan jorden också kunde vara en betydligt våtare värld. NASA anser att minst en av de kända planeterna i Kepler-47-binärsystemet ligger inom en beboelig zon.

2 solen går ut

Trots de gamla Mesoamericernas rädsla är Solen inte något hot om att plötsligt gå ut, och ett sådant scenario är fysiskt omöjligt så långt vi kan berätta. Men om det gjorde, skulle jorden inte omedelbart frysa. Om vi ​​antar att vi förblev i omlopp kring den nu kalla, döda cinderen som var vår enstjärniga stjärna, skulle temperaturen falla under -17 grader Celsius inom en vecka och sedan -73 grader Celsius (-100 ° F) inom ett år. Utan fotosyntes skulle växtlivet dö snabbt, liksom hela livslängden när havsytorna frös fast.

Dessa övre islag skulle isolera det djupare vattnet och förhindra att oceanerna faktiskt fryser för ytterligare några hundra tusen år, så några havs- och jordvärmevärden kan överleva. Otroligt, träd skulle hänga på i några decennier tack vare långsamma metabolism och sockerbutiker. De bästa ställena för människor att överleva skulle vara i atomubåtar eller kanske livsmiljöer byggda i länder som Island med rika butiker av geotermisk energi.

Annat än död genom frysning, föreslog XKCD några fördelar med en sollös värld. Det skulle minska risken för solfläckar, förbättrad satellitkommunikation och bättre förutsättningar för astronomi. Det skulle också minska handelskostnaderna för tidszoner, förhindra nysnande olyckor för stridspiloter, och eliminera de kemiska brännskador som orsakas av kombinationen av kemikalier som finns i parsnips (kallade furokoumariner) på mänsklig hud som utsätts för solljus.

I allmänhet verkar det som att det är bättre att hålla solen runt. Gizmodo som spekuleras på solens resultat upphör att existera helt för en enda sekund. Utan solens gravitation skulle alla föremål i solsystemet gå från cirkulära banor för att resa i en rak linje.En sekund senare, när solen var tillbaka online, var allt från gasjättarna till rymdstoftet i nya banor, varav några kan vara instabila och leda till att saker sprutas ut från solsystemet. Det skulle också ta bort heliosheath som skyddar solsystemet från extrasolar strålning. En sekund med sköldarna ner kan släppa in en rättvis bit av otäck strålning från utsidan, vilket kan leda till en ganska global aurora, störa satelliter och elnät eller möjligen sterilisera jorden.

1 Earth Meets Black Hole

https://www.youtube.com/watch?v=i0Q3yk7KzYA
Nästan alla barn med intresse för universum har övervägt effekterna som ett svart hål skulle ha på jorden, eller åtminstone vissa människor som lever på det. Frank Heile från Stanford University har spekulerat på vad som skulle hända om ett svart hål, storleken på ett mynt, som skulle ha ungefär samma massa som jorden, placerades i mitten av planeten. Det skulle inte vara så enkelt som jorden blev hånad i en kosmisk maw, men det skulle vara rörigt.

Materiell som faller in i det svarta hålet blir extremt hett, vilket orsakar strålning och tryck för att skjuta ut de yttre lagren av materia och orsaka en spektakulär explosion som blåser mycket av jorden bort som överhettad plasma. Behållandet av vinkelmomentet skulle diktera att jordens massa skulle börja rotera snabbare runt det svarta hålet och skapa en accretionsskiva som skulle begränsa den hastighet i vilken det svarta hålet kunde konsumera jordens massa. Jorden skulle vara en snabbt roterande ruin, men det skulle ta lite tid att konsumeras.

Ett mindre svart hål skulle inte vara så dåligt. Primordiala svarta hål (PBH) antas förekomma i hela universum, med massan som motsvarar ett litet berg. Dessa PBHer är teoretiserade för att lura sig inom vissa gasjättar och kan orsaka för tidig supernova i stjärnor. Om man träffar jorden med hög hastighet, kan den bara passera rakt igenom. Enligt rysk och schweizisk forskning skulle en sådan kollision frigöra energi som liknar detonationen av ett ton TNT, men det skulle spridas över hela sin resa genom jorden, så du kan ha tur att se gnistan när den slog på marken . Det skulle emellertid lämna "ett långt rör av kraftigt strålande skadat material, vilket bör vara igenkänt för geologisk tid".

Sakerna skulle vara ännu grimmer om solsystemet närmade sig av ett supermassivt svart hål med omkring en miljon gånger solens massa, kanske utstött av gravitationen hos två kolliderande galaxer. Enligt astronomen Christopher Springob skulle vi inser att något var fel när det svarta hålet kom inom 1000 ljusår av vårt solsystem och vi började märka att andra stjärnor stördes. Då kan vi bara ha några hundra tusen år att förbereda oss för dess ankomst inom några hundra ljusår, då det svarta hålet skulle störa planetens banor och eventuellt skicka oss ut ur solsystemet för att frysa eller dykning in i solen till charbroil. När det var inom ett ljusår, skulle tyngdkraften riva världen ifrån varandra, så jorden skulle vara tygget innan den slutligen slogs in.

Eller inte. Ohio State University Samir Mathur tror att han har matematiska bevis på att vi inte ens märker att vi suger upp av ett svart hål. Han är en förespråkare för fuzzballteori, där han påstår att svarta hål förmodligen är knäppta bollar av kosmisk sträng som skapar nästan perfekta hologram på allt som rör ytan. Vissa tror att fuzzball svarta hål fortfarande är omgivna av en mycket destruktiv "brandvägg", men Mathur tror att om universum är ett hologram som strängteori föreslår, kan svarta hål bara vara mestadels oskadliga kopieringsmaskiner.