Vize budoucnosti – zachráníme civilizaci výrobou nového Slunce?

Nic ve vesmíru není neměnné. Za pár set miliónů let bude Země díky aktivitě Slunce neobyvatelná. Svítivost Slunce dál poroste, naše hvězda bude daleko aktivnější – a naše civilizace nebude mít na vybranou, bude muset Zemi opustit.

Jaké kroky bude muset podniknout inteligentní civilizace, jejíž Slunce se dostalo do konečné fáze svého vývoje? Planety ve Sluneční soustavě se stanou díky záření hvězdy neobyvatelné. 

Projeví se dávná schopnost života, která nám dává možnost přežít a přizpůsobit se podmínkám okolí? Naučíme se žít v podzemí planety, která nás tak bude i nadále chránit před spalujícím a zničujícím zářením? Nebo se spíš rozhodneme opustit Zemi a odstěhovat se na jinou planetu? 

Jakákoliv odpověď na tyto otázky je pouhou spekulací. Pojďme tedy na chvíli spekulovat o tom, co se stane, až se Slunce postará o zánik naší biosféry. 

Veškeré kroky, které budou schopny naši situaci zlepšit, jsou z dnešního pohledu technicky neuvěřitelně náročné. 

Vesmírný štít

Jedním z těch jednodušších by se mohl stát oblak prachu a částic, který by lidstvo umístilo na oběžnou dráhu mezi Zemi a Slunce. Mohl se stát vesmírným štítem, který by odstínil část záření. Alespoň v počáteční době by mohl chránit pozemský povrch před zkázou. 

Jednoho vzdáleného dne ale Slunce zvětší svůj objem natolik, že všechny štíty ztratí svou funkci. Pokud bude na Zemi ještě existovat inteligentní život, bude muset planetu opustit a dopravit se do bezpečí. Kde ho nalezne? 

Najde možnost, jak osídlit měsíce vnějších, plynných planet? Nebo přesídlí do vesmírných lodí? 

Druhá varianta nejspíše vyhraje – zajišťuje totiž mobilitu pro případ, že Slunce vyčerpá i poslední zásoby paliva a vyhasne. 

Nejpozději tehdy se totiž ocitne inteligentní civilizace v problematické situaci: navzdory technickému pokroku, se kterým se dá jistě počítat, bude jistě (podobně jako my) závislá na zdrojích energie.  Za Slunce, které vypovědělo svou službu, si bude muset urychleně najít náhradu.

Cesta k nejbližší vhodné hvězdě by podsvětelnou rychlostí trvala několik desítek tisíc let. Naši nešťastnou civilizaci bude možná lákat úplně jiná možnost ...

... výroba vlastního nového Slunce.   

Hvězda typu Slunce je koule z plynu, která se formuje působením vlastní gravitace. Stlačením se plyn nahřeje tak silně, že se v jeho centru zažehne termonukleární reakce.

Kolik částic plynu bychom museli nashromáždit k výrobě nové hvězdy? Odpověď se dá odvodit z fyzikálních podmínek, které musí být dodrženy pro zdárný chod její termonukleární reakce. 

V oblaku nashromážděného plynu musí panovat tak velký tlak, že k sobě přitlačí dva protony, které se původně odpuzují (jelikož mají stejný elektromagnetický náboj). Za předpokladu, že jsou dostatečně blízko, může za pomoci tunelového efektu proběhnout jejich spojení do těžších jader.  Úspěšná je přitom jen jedna triliontina srážek. Z těchto úvah je zřejmé, že „souboj“ elektromagnetické síly a gravitace musí vyhrát druhá z nich. Počet částic,  které musíme nashromáždit, když chceme vyrobit hvědu, pak odpovídá poměru těchto sil – je to 10+54 částic, které odpovídají 10+30 g plynu (vodíku). 

Za těchto podmínek by vznikla „minimální“ hvězda. Byla by zhruba 1000x menší než Slunce. Svítila by málo, převážně jen v červené oblasti spektra. Pro naše účely by bylo zajímavější stvořit hvězdu, podobnou Slunci. Bude tedy potřeba zhruba 1000x více hmoty – 10+33 g vodíku.

Pro srovnání – je to 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 tun. 

Jak se dá obstarat takové obrovské množství plynu? Bude to bezpochyby těžký oříšek i pro extrémně technicky vyvinutou civilizaci.  Nikde v našem okolí totiž potřebné množství vodíku nenalézáme. Budoucí inženýři budou muset sáhnout po zdrojích v mezihvězdném prostoru. Ani tam ale není hustota vodíku příliš vysoká. Nachází se tam zhruba 1 částice na krychlový centimetr prostoru. V porovnání se Zemí je to opravdu hodně málo. Hustota naší atmosféry je 10+20 částic vzduchu v jednom krychlovém centimetru.  

Dejme tomu, že budoucí civilizace ale zvládne i tento problém a nasbírá dostatečné množství vodíku. Bude ho nutno neustále chladit, jinak by se nedal stlačit. Tepelný pohyb nahřátých molekul totiž působí na plyn rozpínavě. Čím vyšší teplota, tím vyšší je i tlak v něm působící. 

Oblak hmoty nesmí ani rotovat, jinak se působením odstředivé síly zase rozletí do okolí. Nesmí v něm vzniknou ani magnetické pole, to by kolaps hmoty znesnadnilo. 

Všechny tyto překážky by se možná daly překonat. Přesto bude trvat ještě poměrně dlouho, než se hvězda vyvine a ustálí natolik, aby se stala stabilním zdrojem, který bude civilizaci zásobovat potřebným množstvím energie a záření. 

Měli bychom tedy začít s budováním nové hvězdy s patřičným předstihem.

Vlastně bychom měli začít - už dnes. 

Obávám se ale, že předtím budeme muset vyřešit problémy naší společnosti. Aby se nám nestalo, že zničíme svou civilizaci a planetu ještě dříve, než to provede našemu Slunci.   

Celý blog ke stažení ZDE (680 kB) ve formátu PDF.