Что случится с Землей, если исчезнет Солнце: подробное объяснение ученых

Если бы Солнце внезапно исчезло, Земля ушла бы в темноту через 8 минут. Однако если бы его звук преодолевал космическое расстояние со скоростью распространения в воздухе, последний грохот светила раздавался бы на нашей планете еще почти 14 лет, ведь свет движется в 874 тысячи раз быстрее.

Об этом рассказывает Space Daily.

Что будет, если Солнце исчезнет

На пересечение одной астрономической единицы света требуется примерно 499 секунд. Воображаемой звуковой волне, шедшей через воздух при температуре 20 °C, понадобилось бы 13,82 года, хотя настоящий космос не способен переносить такие колебания.

Если бы Солнце могло исчезнуть за физически невозможное мгновение, Земля заметила бы это не сразу. Последние порции солнечного света, уже находящиеся в полете, продолжали бы поступать. Лишь после того, как эти финальные фотоны преодолеют пробел между Солнцем и Землей, освещенная Солнцем сторона нашей планеты потеряет прямой свет.

Стандартный ответ, через сколько Земля погрузится во тьму, если исчезнет Солнце, 8 минут. А точнее — 8 минут 19 секунд. Сравнение со звуком растягивает ту же дистанцию на годы: при показателе 343 метра в секунду — стандартном значении для звука в воздухе при 20 °C — путешествие заняло бы около 13,82 года. Свет в вакууме движется примерно в 874 030 раз быстрее.

Это расчет, а не прогноз или физически возможное солнечное событие. Звук не может путешествовать от Солнца к Земле через почти полный вакуум межпланетного пространства. Этот мыслительный эксперимент полезен тем, что сталкивает две совершенно разные скорости распространения на одной астрономической дистанции, но слово «если бы» выполняет здесь почти всю работу.

Как определили точное время

Базовый справочник NASA о расстояниях в Солнечной системе определяет среднее расстояние между Солнцем и Землей примерно в 149,6 миллиона километров, а время прохождения света — 8,3 минуты.

Астрономы называют это расстояние одной астрономической единицей, или 1 а. о. Формальная длина составляет 149 597 870 700 метров.

Скорость света в вакууме равняется 299 792 458 метрам в секунду. Если разделить астрономическую единицу на эту скорость, получится 499,0048 секунды, то есть 8 минут и 19,0048 секунды.

Орбита Земли также несколько эллиптическая. Реальное расстояние меняется в течение года, поэтому время прохождения света в одну сторону колеблется в несколько секунд вокруг среднего значения.

Как 8 минут преобразуются в 13,82 года

Теперь заменим скорость света на 343 м/с. Таблица NOAA для звука в воздухе дает такое значение при 20 °C. Если разделить 149 597 870 700 метров на 343 метра в секунду, то получится 436 145 396 секунд.

Это чуть больше 5048 дней, или 13,82 года. Скорость звука не является универсальной константой. Она меняется в зависимости от среды, а в газе — от условий, в том числе температуры. При 0 °C распространенным значением является примерно 331 метр в секунду, что продлило бы воображаемое путешествие примерно до 14,3 года.

Еще несколько важных нюансов

Звук — это механическая волна. Он движется тогда, когда возмущение вынуждает частицы толкать соседние частицы, передавая энергию через твердое тело, жидкость, газ или плазму. Свет является электромагнитным излучением. Как пишут в объяснении NASA относительно механических и электромагнитных волн, свет способен пересекать вакуум, в то время как звук требует среды.

Межпланетное пространство не является математически пустым. Он содержит плазму солнечного ветра, пыль и разреженные нейтральные частицы. Но он никак не похож на сплошной столб обычного воздуха. Частицы вблизи земной орбиты слишком рассеяны, чтобы передавать повседневную акустическую волну от Солнца к человеческому уху.

Если бы комнатная температура воздуха заполнила одну астрономическую единицу, это создало бы проблемы. Такое количество газа имело бы массу и гравитацию, оно нагревалось бы и ионизировалось бы, а также не оставалось бы неподвижным или однородным. Волна давления расширялась бы, преломлялась и теряла энергию.

Солнце действительно «звучит»

Солнце имеет волны давления. Конвекция вблизи его видимого солнечного края непрерывно возбуждает колебания, путешествующих внутри Солнца и поворачивающихся к поверхности.

Солнечные и гелиосферные обсерватории NASA и ESA обрисовывают солнечные звуковые волны с периодами около 5 минут. Резонируют только некоторые комбинации периода и горизонтальной длины волны. Их паттерн несет информацию об иначе скрытой структуре, составе и движении внутри Солнца.

Гелиосейсмологи не размещают микрофон в межпланетном пространстве. Приборы измеряют крошечные доплеровские оползни, скорости поверхности и изменения яркости, закодированные в солнечном свете. Исследователи могут переводить эти данные в слышимые частоты, ускоряя их или меняя высоту тона. В результате получается сонификация, а не запись волн давления, пересекших вакуум.

Заметные пятиминутные колебания соответствуют лишь нескольким тысячным герцам в секунду, что значительно ниже нижней границы человеческого слуха.

Что произошло бы по прибытии на Землю последнего света

В течение примерно 499 секунд видимое Солнце выглядело бы неизменным, поскольку каждый долетающий до нас фотон покинул его еще до включения воображаемого сюжета. Когда дойдет последний прямой свет, яркое дневное небо исчезнет вместе с ним.

Земля не станет абсолютно черной: звезды, поштучные огни и задержанный отраженный свет останутся. Однако источник дневного света и почти вся входящая поверхностная энергия исчезнут.

Космические аппараты и дальше встречали бы частицы, которые уже направлялись сюда даже по прибытии последнего солнечного света. Исчезновение Солнца не может произойти в реальности, поэтому не существует полной физической последовательности для моделирования, но разные «посланники» не остановились бы одновременно.

Была ли жизнь на Марсе

Кроме тысяч фотографий и подробного картографирования, программа запомнилась новаторскими экспериментами по поиску жизни на марсианской почве.

Хотя официальное заключение NASA не признало результаты убедительными доказательствами существования живых организмов, споры длятся до сих пор. Часть ученых предполагает, что один из экспериментов все же зафиксировал биологическую активность, тогда как другая гипотеза предполагает обратное: сама методика исследований могла случайно уничтожить деликатные органические соединения и доказательства жизни.

Благодаря новейшим открытиям марсоходов интерес к архивным данным легендарной миссии восстановился, а вопрос о том, зафиксировал ли Viking 1 признаки внеземной жизни и не уничтожил ли он их сам, и через 50 лет остается одной из самых больших загадок планетологии.