Первый сценарий - Подробнее ➤
Как это: из-за эволюции Солнца Земля покидает зону обитаемости и становится непригодной для жизни.
Когда наступит: примерно через 100 млн лет - 2 млр. лет.
Можно ли предотвратить: нет.
Можно ли пережить: да.
Что происходит
Что ж, живем дальше. Человек уже научился управлять климатом на Земле и не выпускает его из-под контроля. Удается избегать столкновений с опасными астероидами, тем более, что мы умеем не только предсказывать их траектории, но даже и корректировать их. Но вот прошел миллиард лет — и в игру начинают вступать более серьезные силы. Самая первая и самая близкая них — Солнце.
Сейчас Солнце находится на главной последовательности, примерно в середине своего жизненного цикла. Но где-то через миллиард лет оно нагреется настолько, что Земля покинет зону обитаемости, и жить на ней станет невозможно.
Положение планет Солнечной системы и некоторых экзопланет по отношению к обитаемой зоне их звезды
Небольшие изменения планеты будут происходить и до выхода из зоны обитаемости. Сотни тысяч лет будет разворачиваться земная ось, десятки миллионов лет уйдут на принципиальное изменение химического состава воздуха: сначала уменьшится количество углекислого газа, потом и кислорода. Через сотни миллионов лет соединятся все материки, а примерно через миллиард лет Земля начнет терять атмосферу. А когда пройдет пара миллиардов лет, то самым принципиальным фактором станет раздувание Солнца. Оно поглотит Меркурий и, возможно, Венеру. Если Земля этой участи избежит, на ней в любом случае станет слишком жарко, а ее атмосфера испарится. Марс к этому времени будет или на самом краю зоны обитаемости, или уже за ее пределами, поэтому его возможная колонизация тоже потеряет смысл. Этот конец света неизбежен и похоже, что единственный способ его как-то пережить — найти и колонизировать какую-то подходящую планету в другой звездной системе.
Сергей Богачев: Конец света, вызванный необратимым изменением состояния Солнца, — это один из двух концов света, который неизбежен. Вторым таким же неизбежным концом является смерть Вселенной, но Солнце, безусловно, ее опередит. Утешать может то, что произойдет это очень нескоро, примерно через пять миллиардов лет. Это будет не смерть в холоде, а смерть в пламени, так как через это время Солнце временно превратится в звезду-гигант, которая своим излучением уничтожит не только все на ближайших планетах, но, возможно, и сами планеты. По крайней мере Меркурий окажется внутри Солнца и будет испарен, как капля воды. С большой вероятностью, такая судьба ждет и Венеру, а также с меньшей, хотя не нулевой вероятностью, Землю.
Жить около разогревающегося Солнца человек, наверное, не сможет даже раньше, чем звезда достигнет стадии красного гиганта. За пару миллиардов лет до этого условия на Земле станут несовместимы с жизнью.
Сергей Попов, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ: Примерно через один миллиард лет [от сегодняшнего дня] Солнце разогреется до такой температуры, что жизнь на Земле станет для человека невозможной. Светимость Солнца потихоньку растет, и сейчас Земля находится уже близко к внутреннему краю зоны обитаемости. Соответственно, эта граница движется наружу, и примерно через миллиард лет мы ее пройдем.
Почему его не предотвратить
Вероятно, в течение сотни миллионов лет после выхода из зоны обитаемости люди еще смогут как-то компенсировать рост температуры и разрежение атмосферы, поддерживая статус-кво на планете, или просто приспосабливаться к ним технологически.
Сергей Богачев: На этом пути Солнце будет меняться незначительно. Главным изменением будет плавный рост его светимости, приводящий к росту средней температуры на Земле примерно на 10 градусов за миллиард лет. К таким плавным изменениям условий жизнь, как правило, приспосабливается без проблем.
Но на масштабах миллиардов лет единственный вариант предотвратить такой конец света — как-то повлиять на динамику эволюции Солнца. Этого делать мы не умеем. Научимся ли за миллиард лет? Невозможно представить. Поэтому от такого конца света, скорее всего, придется бежать.
Как его пережить
Когда температура на планете станет выше нынешней не на десятки градусов, а на сотни или тысячи, приспосабливаться к ней будет уже бессмысленно. Но за миллионы лет человек наверняка научится не только находить максимально подходящие для жизни экзопланеты, но и летать к ним. Через миллиард лет многие звезды будут холоднее, чем Солнце — либо потому, что они помладше, либо потому, что дольше смогут оставаться в подходящем для нас состоянии. Поэтому именно вариант с переселением на экзопланету в другой звездной системе кажется самым подходящим для выживания человечества.
Для этого придется сначала найти подходящую звезду — лучше всего подойдет красный карлик с небольшой переменностью и со стабильной зоной обитаемости. Эти звезды заметно меньше Солнца, но намного дольше находятся на главной последовательности. Внутри зоны обитаемости должна находится планета со стабильной орбитой и близкой к Земле массой, чтобы на ней были магнитное поле, атмосфера, тектоника плит и правильный элементный состав.
Сергей Попов: Современная солнечная стадия, когда звезда находится на главной последовательности, — это самая длинная стадия в жизни звезды. Но если мы говорим о красных карликах, у них эта стадия может длиться десятки миллиардов лет, и здесь не особенно принципиально, старше звезда, чем Солнце, или моложе. Потому что времени впереди много. Если звезда — прямо двойник Солнца, тогда вопрос возраста важный, но пока нам сложно определять возраст такой звезды с большой точностью. Но если у нас вообще появится возможность переселения, то научиться точно определять возраст звезд, конечно, намного проще, чем научиться туда переселяться.
Важно, что звезд вообще очень много, и звезд, похожих на Солнце, — очень много. Когда у нас появится техническая возможность туда переселяться, то у нас будет огромный выбор, и мы будем довольно хорошо знать все астрономические параметры этих звезд. Около звезды солнечного типа планета может находиться в зоне обитаемости миллиарды лет. А если это красный карлик, то намного больше.
Возможно, к условиям на новой планете придется как-то адаптироваться — и поскольку биологическая эволюция нам здесь не помощник, то, кроме культурной и технической адаптации, на помощь могут прийти и какие-то генетические методы.
Александр Марков: В этой ситуации мы не будем полагаться на медленную биологическую эволюцию. Да и как? Вот когда мы прилетим на другую планету, тогда на нас и начнут действовать эти новые условия. Пока мы только готовимся, на нас ведь не будет действовать тот отбор и эволюционировать мы не будем. Тут речь будет идти об искусственной эволюции. Во-первых, мы, конечно, будем готовиться технически: очистители воздуха, скафандры, фильтры для воды, методы изготовления тех вещей, которые нам нужны из тех материалов, которые есть на той планете. Во-вторых, чтобы сам организм получше подготовить к принципиально другим условиям люди будут работать над генетическими модификациями и совершенствованием человека с помощью генной инженерии.
Такие изменения будут возможны, если мы будем знать, под какие конкретно условия мы таким образом пытаемся адаптироваться. [Пока мы на Земле,] намного проще, эффективнее, дешевле и реалистичнее адаптироваться к изменениям за счет технического прогресса, а не меняя самого человека. Но если генетические модификации станут практичными и безопасными, то почему бы и нет. Наряду с техническими решениями, люди начнут искать и какие-то генетические решения.
Насколько это сложно
Здесь и сейчас мы очень далеки от того, чтобы пережить второй апокалипсис. Ближе всего к нужному уровню развития — методы наблюдений и поиска нужных звезд и планет, на их доработку понадобятся десятки или сотни лет. Биотехнологии, которые позволили бы нам адаптироваться (при необходимости) к другому миру, мы «доделаем» примерно за тот же срок. А вот на развитие космических кораблей для путешествий потребуется намного больше времени — вероятно, это сотни или тысячи лет. Это, однако, значительно меньше миллиарда лет, через который эти технологии станут жизненно важными.
Сегодня мы знаем мало экзопланет земного типа: первую планету в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце, обнаружили только в 2015 году, а подходящую планету в зоне обитаемости, которая похожа на Землю размером, нашли только в 2020 году. Вероятно, скоро человек научится находить такие планеты в большом количестве.
Земля и Kepler-1649c, наиболее похожая на Землю экзопланета из известных
Другое дело, что современная космонавтика очень далека даже от путешествий внутри Солнечной системы, а про путешествия (и тем более переселение) в другие звездные системы речи пока не идет — и видимо, именно это самый принципиальный момент для выживания по такому сценарию (о том, на каком уровне развития сейчас эти технологии и каков их ближайший горизонт, читайте в материале «Через пропасть»).
Про технологии терраформирования тоже говорить не приходится. Хотя скорее всего, при наличии выбора из множества землеподобных планет, они и не понадобятся вовсе. Но конечно, даже из 2021 года все это выглядит куда реалистичнее, чем управление эволюцией звезд и предотвращение смерти Солнца как таковой. А технологии за миллиард лет стоять на месте точно не будут.
Сергей Попов: Сейчас нам еще трудновато искать именно полные аналоги Земли — планеты земного типа, находящиеся в зоне обитаемости вокруг звезды, похожей на Солнце. Сейчас их известно буквально несколько штук. Но их количество должно резко возрасти уже где-нибудь к концу этого десятилетия. Сейчас мы знаем довольно много железокаменных планет в зоне обитаемости у красных карликов. Это, конечно, совсем другое, там появляются свои сложности, но если брать планеты в зонах обитаемости у красных карликов (и вообще любые планеты в зонах обитаемости), сейчас мы знаем их несколько десятков, но прогресс в открытии подобных объектов будет в ближайшие годы и десятилетия очень большим, поэтому это количество будет очень сильно расти. И учитывая, что времени впереди у нас впереди много, это не представляет какой-то проблемы.
А всякое терраформирование — это слишком непростая штука и, на мой взгляд, еще большая фантастика, чем переселение. Если мы технически достигли возможности переселяться, то наши возможности астрономических наблюдений должны вырасти колоссально, и учитывая обилие планет в галактике, мы сможем выбрать что-то подходящее. И скорее всего, это будет решаться таким способом.
При этом генетическая модификация для ускоренной адаптации к условиям на новой планете даже сейчас выглядят куда ближе: технологии редактирования геномов — одна из самых быстро развивающихся областей биологии. С этической стороной вопроса редактирования человеческого генома сложности пока есть, и вряд ли они быстро решатся, но если возникнет необходимость, и их, вероятно, удастся быстро преодолеть. А какого прогресса в этой области человек достигнет через сотни миллионов лет — даже представить сложно.
Александр Марков: Мы очень быстро движемся к практической возможности управлять своими адаптационными характеристиками с помощью генетической модификации. Технологии редактирования геномов быстро развиваются. Сейчас, конечно, пока далеко до практического применения на человеке: эти технологии ненадежны, много ошибок в редактировании геномов, много нецелевых мутаций. Но если прижмет, если встанет вопрос выживания человечества, то люди вложат побольше ресурсов в эти исследования и достаточно быстро доведут технологии до практической применимости. Это все довольно-таки близко.
Я думаю, что это если не за десятилетия, то за столетие могли бы с этим справиться. Если осознаем такую необходимость.
Подробнее ➤
