Если Солнце погаснет прямо сейчас — вы этого не заметите. У вас ещё есть целых 8 минут 20 секунд, чтобы допить кофе, полистать ленту и вообще не подозревать, что звезда, вокруг которой крутится всё ваше существование, только что умерла. А потом начнётся.
Давайте попробуем поставить мысленный эксперимент - его часто применяют физики, когда хотят разобрать суть явления. Советские физики в этом вообще были лучшие в мире. Итак, Солнце гаснет - что происходит на Земле.
Мы живём в прошлом Солнца
Расстояние от Земли до Солнца — 149,6 миллиона километров. Свет летит со скоростью 299 792 км/с и преодолевает эту пропасть за 8 минут 19 секунд.
Это значит: выключи кто-то Солнце прямо сейчас — на Земле ничего не изменится. Цветы тянутся к свету, источник которого уже исчез. Солнечные батареи исправно гонят ток. Дети щурятся на пляже. Полная иллюзия того, что всё в порядке.
Любопытный факт: фотоны, которые прямо сейчас падают на вашу кожу, родились в ядре Солнца примерно 100 000 лет назад — во времена, когда по Земле ещё бродили неандертальцы и мамонты.
Дело в том, что солнечное ядро настолько плотное, что фотон не может просто взять и вылететь — он долго блуждает сквозь плазму, сталкиваясь с атомами снова и снова. И "вылезает на свет" только спустя 100 тысяч лет в среднем.
Именно поэтому Солнце не может просто «моргнуть». Это не лампочка. Это гигантский аккумулятор света с накопленным запасом на сто тысяч лет вперёд.
Но мы договорились: это мысленный эксперимент. Солнце выключилось. Отсчёт пошёл.
Гравитация тоже не мгновенная
Большинство людей думает так: Солнце исчезло — гравитация мгновенно пропала — Земля полетела в космос. Ньютон, кстати, думал примерно так же. Он считал, что гравитация действует на бесконечные расстояния мгновенно.
Эйнштейн его поправил. По общей теории относительности, гравитационные возмущения распространяются со скоростью света и никак не быстрее.
Эта теория хорошо подтверждена на опыте. 17 августа 2017 года детекторы LIGO зафиксировали гравитационную волну от столкновения двух нейтронных звёзд в 130 миллионах световых лет от нас. Ровно через 1,7 секунды космические телескопы поймали световую вспышку от того же взрыва. Разница в 1,7 секунды после путешествия длиной 130 миллионов лет — это и есть экспериментальное доказательство: свет и гравитация летят с одинаковой скоростью.
Что это значит для нашего сценария? Через те же 8 минут 20 секунд до Земли долетит не только тьма, но и «гравитационная пустота» — волна, сообщающая: Солнца больше нет, притяжение отключено. Земля, летящая по орбите со скоростью 29,78 км/с, на одну секунду сорвётся с невидимого поводка и полетит по прямой.
За эту секунду она пролетит по прямой 29,8 километра. Длина земной орбиты — 940 миллионов километров. Отклонение составит двести нанометров от радиуса. Когда через секунду Солнце «включится» и гравитация вернётся, Земля просто продолжит идти по почти той же траектории. Орбита изменится на миллиметры в год — астрономы даже не сразу заметят.
Земля — идеальный термос
Температура открытого космоса — минус 270 °C. Кажется, что секунда без солнечного «отопления» должна нас прикончить. Не прикончит.
Солнечная постоянная — количество энергии, которое Солнце доставляет на квадратный метр поверхности Земли, — составляет 1366 Вт. За одну секунду один квадратный метр получает 1366 джоулей. Кажется много? Атмосфера и мировой океан накопили настолько колоссальный тепловой запас, что потеря одной секунды генерации вызовет падение глобальной температуры на тысячные доли градуса. Вы не почувствуете даже лёгкого дуновения.
Для справки: чтобы охладить атмосферу на 0,001 °C, Солнце нужно отключать на многие часы подряд. Океаны — это гигантские термосы. Даже если Солнце исчезнет навсегда, они будут держать тепло ещё несколько месяцев, прежде чем температура упадёт на десятки градусов.
Что увидят люди
Итак, 8 минут 20 секунд прошло. Вот что происходит по секундам.
На дневной стороне Земли среди ясного дня мгновенно наступает абсолютная, непроглядная ночь. Никакого перехода — просто щёлк, и темнота. В небе тут же вспыхивают миллиарды звёзд — как в пустыне без единого огня. Ровно через секунду ослепительный дневной свет врывается обратно.
На ночной стороне картина ещё интереснее. Луна — не источник света, она лишь отражает солнечный. Для наблюдателя на ночной стороне Луна после потемнения Солнца ещё около полутора секунд висит в небе — призрак, светящийся в пустоте, — и только потом гаснет.
Вместе с Луной исчезнут все видимые планеты — Венера, Марс, Юпитер. Они тоже живут на отражённом свете.
Животные знают, что что-то не так
Животные не читают новостей. Для них исчезновение Солнца — это сбой в базовом коде природы. И у нас есть задокументированные данные о том, как они реагируют на обычные затмения — которые, в отличие от нашего сценария, люди заранее ждут и готовятся.
Во время затмения 1984 года учёные в исследовательском центре Йеркса наблюдали за шимпанзе. Обезьяны бросили все дела, забрались на самые высокие точки вольера, повернулись лицами к темнеющему небу и замерли в абсолютной тишине. Когда свет вернулся — начали радостно кричать.
Пчёлы падают на землю. Буквально — гул на цветочных полях обрывается мгновенно с наступлением темноты, насекомые либо камнем летят вниз, либо в панике несутся в улей. После возвращения света им нужно время на «перезагрузку». Пауки-кругопряды в спешке разрушают свою паутину — им кажется, что наступила ночь и пора на отдых. Через секунду они обнаружат, что уничтожили произведение искусства ни за что.
Аккумулятор на пять миллиардов лет
К счастью, Солнце — не лампочка. Термоядерные реакции в его ядре работают стабильно уже 4,6 миллиарда лет и будут работать ещё столько же. Физически устроить «моргание» невозможно: даже если в ядре что-то пойдёт не так, любой сигнал об этом будет пробираться наружу те самые сто тысяч лет. Солнце хранит информацию о своём состоянии глубоко внутри, как самый надёжный сейф во Вселенной.
Всего одна секунда темноты доказала бы нам две вещи. Наша планета физически устойчива — её защищают законы инерции, тепловая ёмкость океанов и скорость света, которая милосердно даёт нам восемь минут на то, чтобы ничего не знать. Зато психологически мы абсолютно не готовы к встрече с космосом. Один миг — и тысячелетия религий, войн, цивилизаций рушатся в панику.
Ваш утренний кофе в безопасности. Примерно на пять миллиардов лет.