Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности - Макс Тегмарк

Далее мы рассмотрим, почему люди так плохо организовали работу по устранению величайших угроз нашему долгосрочному существованию и что можно с этим сделать. Но прежде позвольте дать краткий обзор того, в чем состоят эти угрозы. На рис. 13.3 перечислены экзистенциальные угрозы, которые я считаю наиболее достойными внимания. Начнем с правого конца хронологической шкалы, отдаленного будущего, и станем двигаться к настоящему.

Рис. 13.3. Примеры того, что могло бы уничтожить жизнь в известном нам виде или навсегда сократить ее потенциал. Хотя Вселенная скорее всего существует десятки миллиардов лет, наше Солнце выжжет Землю примерно через 1 млрд лет, а затем поглотит ее, если мы не отведем ее на безопасное расстояние. Наша Галактика столкнется с соседней примерно через 3,5 млрд лет. Можно уверенно предсказать (мы не знаем, когда именно, но гораздо раньше), что мы испытаем астероидную бомбардировку, а супервулканы вызовут длящиеся годами зимы без солнечного света. В ближайшее время мы можем столкнуться с такими рукотворными проблемами, как изменения климата, ядерная война, глобальная пандемия и недружественный искусственный интеллект.

Умирающее Солнце

Начнем с астрономических и геологических угроз, а затем перейдем к тем, которые порождены человеком. Выше мы обсудили пять сценариев конца нашей Вселенной: Большое замерзание, Большой хлопок, Большой разрыв, Большое дробление и Смертельные пузыри. Хотя мы не знаем, какой из них (если не какой-либо еще) фактически реализуется, я полагаю, что нам не следует паниковать и что Вселенная в следующие несколько десятков миллиардов лет не погибнет.

Но что мы знаем точно, так это то, что наше Солнце гораздо раньше создаст нам проблемы. Звезда возрастом 4,5 млрд лет светит все ярче вследствие сложной динамики термоядерных реакций в ядре, где постепенно истощаются запасы водородного топлива. Согласно прогнозу, примерно через 1 млрд лет светимость Солнца станет оказывать катастрофическое воздействие на биосферу, а парниковый эффект приведет к выкипанию океанов, как на Венере. Конечно, если мы что-нибудь не придумаем.

И кое-что предпринять можно. Астрономы Дональд Корикански, Грег Лафлин и Фред Адамс показали, что, хитрым образом используя астероиды, Земля может сохранять постоянную температуру, постепенно передвигаясь на более далекую орбиту от разогревающегося Солнца. Суть состоит в подталкивании крупного астероида так, чтобы каждые 6 тыс. лет он пролетал очень близко от Земли и тем самым давал ей гравитационный толчок в нужном направлении. Каждое тесное сближение должно быть очень точно рассчитанным, чтобы направить астероид в окрестности Юпитера и Сатурна, где он приобретет энергию и угловой момент, которые потребуются при следующей встрече с Землей. Ранее мы с успехом предпринимали подобные гравитационные маневры, отправляя космические аппараты, например межпланетные станции «Вояджер», во внешнюю область Солнечной системы. В случае успеха эта схема может увеличить период обитаемости Земли примерно с 1 до 6 млрд лет. Затем, насколько мы знаем, жизнь Солнца подойдет к концу. Оно распухнет, превратившись в красный гигант, и тогда потребуются более радикальные меры, чтобы предотвратить поглощение им Земли и сохранить приемлемую температуру атмосферы.

Примерно в то же время, через несколько миллиардов лет, наша галактика Млечный Путь столкнется и сольется с ближайшим крупным соседом – галактикой Туманность Андромеды. Это не так страшно, как звучит, поскольку составляющие их звезды находится на таких огромных расстояниях друг от друга в сравнении со своими размерами, что большинство их пройдет друг мимо друга (если Солнце представить размером с апельсин в Бостоне, то ближайшая соседняя звезда, Проксима Центавра, будет находиться в моем родном Стокгольме). Вместо столкновений большинство звезд перемешается и образует новую галактику Милкомеда. Однако это может усугубить проблемы, связанные со сверхновыми и астероидами.

Астероиды, сверхновые и супервулканы

Палеонтологические летописи рассказывают нам о пяти крупных вымираниях в последние 500 млн лет, каждое из которых погубило более 50 % видов животных. Хотя подробности этих событий бурно обсуждаются, широко признается, что они были спровоцированы различными астрономическими и геологическими событиями. Последнее из «большой пятерки» вымираний, по-видимому, вызвал астероид размером с Эверест, упавший около 65 млн лет назад у побережья Мексики. Его жертвами пали нелетающие динозавры. Энергия удара была эквивалентна взрыву миллионов водородных бомб, она образовала 180-километровый кратер и окутала планету темными облаками, которые на долгие годы скрыли солнечный свет, вызвав повсеместный коллапс экосистем.

Земля регулярно подвергается ударам космических объектов различного размера и состава, так что вопрос не в том, случится ли такое столкновение, а лишь когда оно случится. Ответ во многом зависит от нас: система телескопов-роботов должна быть способна с упреждением в десятки лет известить нас об опасности, и это даст достаточно времени для разработки, запуска и выполнения миссии по отклонению астероида. Если сделать это заблаговременно, понадобится лишь легкий толчок, осуществить который можно, например, с помощью «гравитационного тягача» (спутника, гравитационное притяжение которого отклоняет астероид), или установленного на спутнике лазера (который будет испарять вещество с поверхности астероида, вызывая у последнего отдачу в противоположном направлении), или даже путем покраски астероида таким образом, чтобы давление солнечного излучения сбило его с курса. Если времени мало, потребуются более рискованные шаги, например кинетический ударник (спутник, подобно футболисту, сбивающий астероид с курса) или ядерный взрыв.

В качестве тренировки мы можем попрактиковаться в отклонении менее крупных и более многочисленных астероидов, которые часто сталкиваются с Землей. Например, Тунгусское событие 1908 года вызвал объект массой примерно с нефтяной танкер. Он не представлял собой экзистенциальную угрозу, однако взрыв, эквивалентный взрыву 10-мегатонной бомбы, мог погубить миллионы людей, если бы удар пришелся по крупному городу. Освоив искусство отклонения небольших астероидов, мы оказались бы подготовлены к приближению крупного объекта и смогли бы использовать те же ноу-хау для долгосрочного инженерного проекта, который мы обсуждали ранее: использования астероидов для увеличения орбиты Земли и ее удаления от Солнца.

С астероидами, конечно, связаны не все массовые вымирания. Другим астрономическим подозреваемым мог быть гамма-всплеск. Или взрыв сверхновой, который обвиняется во втором по масштабу массовом вымирании около 450 млн лет назад. Хотя улики пока слишком незначительны, чтобы построить на них обвинительный вердикт, обвиняемый определенно располагал средствами и возможностью. Когда массивные и быстро вращающиеся звезды взрываются как сверхновые, они испускают часть колоссальной энергии взрыва в виде пучка гамма-излучения. Если такой «луч смерти» упадет на Землю, он нанесет двойной удар: сначала уничтожит нас, а после (из-за разрушения озонового слоя) солнечный ультрафиолет начнет стерилизацию поверхности планеты.

Существует интересная взаимосвязь между астрономическими угрозами. Изредка случайная звезда проходит от Солнечной системы достаточно близко, чтобы возмутить орбиты далеких астероидов и комет, направив их рой во внутреннюю часть Солнечной системы, где некоторые из них могут столкнуться с Землей. Например, предсказывают, что звезда Глизе 710 примерно через 1,4 млн лет пройдет в пределах одного светового года от нас (в 4 раза ближе нашего нынешнего ближайшего соседа Проксимы Центавра).

Более того, современный упорядоченный поток звезд, обращающихся вокруг центра Млечного Пути в одном направлении, как на карусели, сменится хаосом, когда наша Галактика будет сливаться с Туманностью Андромеды. Это значительно увеличит частоту разрушительных сближений с иными звездами и может спровоцировать астероидную бомбардировку или вовсе выбросить Землю из Солнечной системы. Столкновение галактик также приведет к столкновению газовых облаков, спровоцировав всплеск звездообразования, а самые массивные новорожденные звезды будут взрываться как сверхновые, причем это может происходить слишком близко.

Ближе к дому мы сталкиваемся с внутренним врагом: событиями, вызванными нашей собственной планетой. Супервулканы и массивные излияния базальтовой лавы – главные подозреваемые во многих вымираниях. Они способны вызвать «вулканическую зиму», окутав Землю пылевыми облаками, которые на годы заслонят солнечный свет, как при ударе крупного астероида. Они также могут привести к разрушению экосистем, выбрасывая в атмосферу токсичные газы, вызывающие кислотные дожди и глобальное потепление. Такое суперизвержение, случившееся в Сибири, широко признается в качестве причины крупнейшего известного вымирания, называемого Великим[95]: тогда, 250 млн лет назад, исчезло 96 % видов морских животных.