تحريك الأرض: دليل للبقاء على قيد الحياة على كوكب الأرض - نظام إشارات المرور الشمسية

قال جيف هيرش: "حتى لو لم ننتحر بتلويث البيئة أو ارتفاع درجة حرارة الأرض، فإن الساعة تتجه بلا هوادة نحو نهاية العالم".
كما ترى، هناك مشكلة صغيرة تتعلق بالشمس.
عندما تحرق الشمس الهيدروجين الموجود في لبها، فإنها تسخن ببطء.
بعد حوالي 5 مليارات سنة، ستبدأ الشمس بالتحول إلى عملاق أحمر منتفخ.
سيتمدد غلافه الغازي الخارجي ويبتلع الأرض عندما يصل إلى ذروة حجمه وسطوعه بعد 7 مليارات سنة.
ولكن قبل ذلك بكثير، في 1.
في غضون مليار عام، ستصبح الشمس أكثر سطوعاً بنسبة 11%، مما سيرفع متوسط ​​درجة حرارة الأرض إلى حوالي 50 درجة مئوية (120 درجة فهرنهايت).
سيؤدي هذا إلى تدفئة المحيط بحيث يتبخر الماء دون أن يغلي، تمامًا مثل قدر من الماء يُترك على طاولة المطبخ المشمسة.
سيكون من الصعب تكييف النباتات والحيوانات مع البيوت الزجاجية، على الرغم من وجود بعض البيوت الزجاجية الفردية
قد تنجو الكائنات الحية الخلوية المعروفة باسم البكتيريا القديمة.
لكن لفترة وجيزة فقط.
بمجرد دخول بخار الماء إلى الغلاف الجوي، ستقوم الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس بتقسيم جزيئات الماء، وسيتسرب الهيدروجين اللازم لبناء الخلايا الحية ببطء إلى الفضاء.
إذا كانت أجيالنا القادمة أو غيرها من الأجيال الحكيمة
اتبعوا نموذجنا - عليهم الهجرة إلى أماكن أخرى من أجل البقاء.
لكن أين تفعل ذلك؟
إحدى الطرق هي إطلاق صاروخ والانتقال إلى كوكب آخر.
في عام 1930، العلوم البريطانية
كتب مؤلف الرواية أولاف ستيلين عن مستقبل هرب فيه أحفادنا إلى كوكب الزهرة ثم إلى كوكب نبتون عندما أصبحت الأرض غير صالحة للعيش.
يدعم علماء بارزون مثل ستيفن هوكينج فكرة إنشاء مستعمرات على القمر أو كواكب أخرى حتى يتمكن البشر من النجاة من أي كارثة تدمر الحياة على الأرض.
لكن تم إجلاء الستة جميعاً.
سيتم إطلاق 7 مليارات شخص من سكان الأرض على متن مكوك فضائي يعادل مليار مرة.
حتى لو تمكنا من إطلاق 1000 مكوك فضائي يومياً، فسيظل الأمر يتطلب 2700 مكوك لنقل سكان الكوكب بأكمله.
ثم، يحتاج الناس إلى الاعتناء بهم بمجرد وصولهم إلى منزلهم الجديد.
إن الانتقال إلى أي كوكب آخر سيتطلب "إعادة تشكيله" لتوفير الغذاء والماء والأكسجين لدعم المستعمرين.
لماذا لا نحضر كوكبنا الخاص بالموارد التي نحتاجها؟
تخبرنا مبادئ الفيزياء الأساسية أنه يمكننا بالفعل تحريك الكواكب.
إطلاق صاروخ إلى الفضاء سيدفع الأرض في الاتجاه المعاكس، تمامًا مثل ارتداد البندقية. (علم)
استغل الروائي والفيزيائي المدرب ستانلي شميدت هذه الحقيقة في روايته "خطيئة الأجداد"، حيث بنى كائنات فضائية محركات صاروخية عملاقة لتحريك الأرض.
اقرأ المزيد من العلوم-
أفلام الخيال العلمي والأفلام التي تحل مشاكل العالم المتنقل.
لكن في الواقع، الأرض ضخمة للغاية لدرجة أن الصاروخ لا يؤثر إلا قليلاً على حركتها.
إطلاق مليار-
بالمقارنة مع السرعة الحالية البالغة 30 كيلومترًا في الثانية على الأرض، فإن صاروخًا يزن طنًا في نفس الاتجاه بالضبط سيجعل سرعة الأرض تتغير بمقدار 20 نانومترًا فقط في الثانية - وهي كمية ضئيلة للغاية.
لقد تمكن بعض علماء الفلك من حل مشكلة تحرك الكواكب، لكنهم لم يحلوا حالات الطوارئ على نطاق زمني بشري.
قال جريج لافلين من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز إنهم في الواقع يصممون تجارب فكرية لفهم ديناميكيات النظام الكوكبي.
لذلك، فإن العمليات التي تحدث على المقياس الزمني الجيولوجي فعالة للغاية.
عندما لا نعرف سوى نظامنا الشمسي، تبدو ديناميكيات الكواكب بسيطة ومنظمة، ولكن مع اكتشاف "المشتري الساخن" في مدار قريب حول نجوم أخرى، فقد تغير هذا الأمر.
من المستحيل أن تتشكل هذه الكواكب في المناطق الحارة المحيطة بها - فلا يوجد ما يكفي من الغاز والغبار لتكوين عالم ضخم كهذا.
بل لا بد أنهم هاجروا إلى هناك من مكان ميلاد أبعد.
من أجل فهم كيفية إعادة ترتيب النظام الكوكبي لنفسه، طرح زميله دون كوريكانسكي من سانتا كروز، وعالم الفلك فريد آدامز من جامعة ميشيغان في لافلين، سؤالاً حول كيفية تحريك الأرض، وكيف أن ارتفاع درجة حرارة الشمس لن يدمر الأرض.
ولحساباتهم، اختار الرجال الثلاثة الوجهة النهائية للأرض كمدار 1.
تبلغ المسافة بين الشمس الآن خمسة أضعاف المسافة التي تفصلها عن مدار المريخ. في عام 6.
3 مليارات سنة، عندما تكون الشمس حمراء
مسرح ضخم و2.
سيكون الكوكب على هذه المسافة أكثر سطوعاً بمرتين مما هو عليه اليوم، وسيتلقى نفس كمية أشعة الشمس التي تتلقاها الأرض اليوم.
يتطلب نقل الأرض إلى مدار دائري على هذه المسافة زيادة بنسبة 30٪ تقريبًا في طاقتها المدارية.
ويقولون إن ذلك ممكن عن طريق تغيير مدار الأجسام الباردة في النظام الشمسي البعيد بحيث يمكنها الاقتراب من الأرض ونقل بعض الطاقة المدارية إلى الأرض.
تقع هذه الأجسام في دائرة خارج نبتون تسمى الجسم البارد لحزام كويبل، وكذلك في غلاف المذنب الأبعد المعروف باسم سحابة أورتي.
ولأنها بعيدة عن الشمس، فإن الطاقة المدارية لهذه الأجسام منخفضة نسبياً، لذا فمن الممكن استخدام الطريقة التي يجري تطويرها لتحويل مسار الكويكب عن الأرض.
وتتراوح هذه التقنيات من مركبات السحب الجاذبية - وهي مركبات فضائية تحلق بالقرب من الأجسام وتسحبها من مدارها تحت تأثير الجاذبية - إلى قوة دفع أقوى لمحركات الكتلة، حيث تقوم هذه المحركات بحفر وقذف الحطام من الجسم البارد، مما يدفعه في الاتجاه المعاكس.
ثم يصبحون في المدار.
يتم ضبط تدفق الجليد، الذي يتبخر من السطح، في النظام الشمسي الداخلي بواسطة الجهاز المرسل إلى هناك.
لا أحد يريد أن يُرسل بروس ويليس المستقبلي بصاروخ.
هناك حاجة إلى الكثير من الأسلحة النووية للقيام بذلك.
"يجب أن تكون جيدًا جدًا."
قال لافلين: "إنها سيطرة دقيقة لن تنتجها الأسلحة النووية بالتأكيد!".
حوالي مليون تمريرة قريبة كهذه ستنجح.
إذا قسمناها بالتساوي، فهذا يعني أن هناك مرورًا قريبًا كل 1000 إلى 6000، اعتمادًا على حقيقة أننا نريد الوصول إلى مدار المريخ عندما تبدأ الشمس في تبخير المحيط، أو عندما تصل إلى مرحلة العملاق الأحمر.
لحسن الحظ، يمكن إعادة إنشاء هذه الأشياء.
يمكن استخدامها إذا دارت حول كوكب المشتري والأرض للحصول على الطاقة من الكوكب العملاق ونقلها إلى الأرض.
ستكون مهمة صعبة، وستتطلب قدراً كافياً من الصبر لمواصلة تحريك الأرض إلى الخارج مع ارتفاع درجة حرارة الشمس.
وهذا يشكل أيضاً خطراً كبيراً حيث يتعين على هذه الأجسام أن تمر عبر أكثر من 10000 كيلومتر على سطح الأرض.
ستكون هذه الأجسام أكبر بكثير من الكويكب الذي قتل الديناصور، لذا فإن أي خطأ بسيط يمكن أن يكون مدمراً.
أخذ لافلين وزملاؤه هذا الأمر على محمل الجد، وحذروا في تلخيص ورقتهم البحثية: "100-
الأجسام التي تسير بسرعات كونية ويبلغ قطرها كيلومترات حول الأرض ستكون الأكثر فعالية في تطهير المحيط الحيوي، على الأقل على مستوى البكتيريا.
لا يمكن المبالغة في التأكيد على هذا الخطر.
قال كولين ماكينيس، مهندس ميكانيكي في جامعة ستراثكلايد: "يمكن تجنب هذا الخطر باستخدام شراع شمسي ضخم".
شراع شمسي رفيع، مرآة-
يشبه الأمر الأفلام التي تدور أحداثها في ضوء الشمس الخافت.
فكرة ماكينيس هي وضع واحد مجاني.
بفضل طفوها على شراع شمسي في نقطة قريبة من الأرض، فإن ضغط الإشعاع الشمسي يعادل بشكل أساسي جاذبية الأرض.
يُظهر تحليله أنه من وجهة نظر فيزيائية، فإن انعكاس الشمس من الشراع سيسحب الأرض والشراع إلى الخارج، ويزيد من طاقة مدار الأرض، ويسرع مركز كتلة النظام إلى الخارج، بعيدًا عن الشمس.
يحسب ماكينيس أنه من أجل مواكبة وتيرة تسخين الشمس، يتطلب الأمر قرصًا لتحريك الأرض إلى الخارج - شراع على شكل 19.
ضعف قطر الأرض
يجب أن يميل نحو الشمس بزاوية 35 درجة وأن يكون موقعه على بعد حوالي خمسة أضعاف المسافة بين القمر والأرض.
لقد تصور بناءه في الفضاء عن طريق تكرير المواد الخام في كويكب غني بالمعادن يبلغ عرضه 9-9 كيلومترات.
سيتم تصنيع النيكل والحديد من الكويكبات بحجم 8 ميكرون-
طبقة سميكة من الشراع.
الأشرعة معقدة وكبيرة؛
من أجل الحفاظ على الشكل الصحيح للشراع، وخاصة في مواجهة اضطراب جاذبية القمر، يلزم التحكم النشط.
لكن ماكينيس يقول إن الأجسام المتحركة عبر الأرض من حزام كويبر كتلتها أقل بعشرة آلاف مرة من كتلة الأجسام المقذوفة.
يقول جيفري لانديس، وهو مؤلف خيال علمي وعالم في وكالة ناسا، إن المفهوم معقول.
"يبدو أن الفيزياء على حق، ولكن بالطبع، لا توجد تقنية أو اقتراح لصنع شراع شمسي بقطر 20 ضعف قطر الأرض، وهذا من الخيال العلمي."
اعترف ماكينيس بأنه لم يأخذ الفكرة على محمل الجد: "لقد كان الأمر يتعلق بظهيرة يوم الجمعة".
لكن على الرغم من الصعوبات العملية لهذه السيناريوهات، فإن محاكاة لافلين الحاسوبية تشير أيضًا إلى الخطر الحقيقي للعب بمدارات الكواكب.
تتشكل مدارات الكواكب بفعل جاذبية جيرانها، لذا فإن تحريك الأرض يغير مدارات الكواكب الداخلية الأخرى بطرق غير متوقعة وربما خطيرة.
قال لافلين: "إذا أدت هذه الخطوة إلى تدمير استقرار عطارد، فقد يقع النظام الشمسي بأكمله في نمط فوضوي، وهو أمر صعب للغاية وقد لا يمكن السيطرة عليه".
ما لم يكن لدينا خيارات أخرى، فقد يكون هذا هو أفضل سبب لترك الكوكب وشأنه.