एथन से पूछें: क्या हम सूरज से दूर जाकर पृथ्वी को बचा सकते हैं?

नासा जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी से एनईएक्सआईएस आयन इंजन एक लंबे समय से अभिनय करने वाले इंजन का एक प्रोटोटाइप है जो बड़े-बड़े पिंडों को बहुत बड़ी समयावधि में ले जाने में सक्षम है।

किसी दिन, सुदूर भविष्य में, पृथ्वी के महासागर अपनी सतह पर सभी जीवन को उबालेंगे और नष्ट कर देंगे, इसे निर्जन ग्रह में बदल देंगे। इस तरह की ग्लोबल वार्मिंग को किसी भी व्यक्ति द्वारा रोका नहीं जा सकता है: वह धीरे-धीरे सूर्य को गर्म करने के लिए दोषी है, जीवन भर अपने ईंधन को जलाने। लेकिन शायद एक दीर्घकालिक समाधान की योजना बनाकर पृथ्वी को आबाद रखने का एक तरीका है: संपूर्ण पृथ्वी को स्थानांतरित करें। लेकिन क्या यह सिद्धांत रूप में यथार्थवादी है? यह वही है जो हमारे पाठक जानना चाहते हैं:

मैं सपना देखना चाहता हूं: क्या आपको लगता है कि पृथ्वी की कक्षा को स्थानांतरित करना शारीरिक रूप से संभव होगा, हमारे वर्तमान वैज्ञानिक ज्ञान को देखते हुए?

यह पता लगाने के लिए, हमें यह समझने की जरूरत है कि यह हमारे लिए कितना गर्म हो जाएगा और पृथ्वी को बचाने के लिए तापमान कितनी तेजी से आगे बढ़ेगा।


यह खंड कोर सहित सतह के विभिन्न हिस्सों और सूर्य के अंदरूनी हिस्सों को दिखाता है, जिसमें परमाणु संलयन होता है

कोई भी तारा अपने मूल में हल्के तत्वों से भारी तत्वों को संश्लेषित करके ऊर्जा प्राप्त करता है। विशेष रूप से, हमारा सूर्य नाभिक के उन हिस्सों में हाइड्रोजन को हीलियम में बदल देता है जहां तापमान 4,000,000 K से अधिक हो जाता है। स्थिति जितनी तेज़ होती है, उतनी ही तेज़ी से संश्लेषण होता है; कोर का बहुत केंद्र भी 15,000,000 K तक गर्म कर सकता है। यह गति लगभग पूरी तरह से स्थिर है - लेकिन काफी नहीं। लंबे समय तक, कोर में हाइड्रोजन और हीलियम का प्रतिशत बदलता रहता है, जिसके कारण अंदरूनी भाग अरबों वर्षों के दौरान अधिक से अधिक गर्म हो जाते हैं। गर्म होने पर तीन चीजें होती हैं:

• एक तारा चमकीला हो जाता है, यानी वह प्रति यूनिट अधिक ऊर्जा उत्सर्जित करता है।
• यह प्रत्येक अरब वर्षों में कई प्रतिशत, त्रिज्या को बढ़ाकर थोड़ा बढ़ा देता है।
• इसका तापमान लगभग स्थिर रहता है, जो प्रति बिलियन वर्षों में 1% से अधिक नहीं बदलता है।

सूरज ने अपने आकार, चमक और तापमान में वृद्धि की, निर्मित घटता के अनुसार, और इनमें से तीन विशेषताएं भविष्य में बढ़ेंगी [लाल - चमक, नीला - त्रिज्या, हरा - तापमान]

यह सब एक असुविधाजनक तथ्य की ओर ले जाता है: समय के साथ पृथ्वी तक पहुंचने वाली ऊर्जा की मात्रा बहुत धीरे-धीरे बढ़ती है। प्रत्येक 110 मिलियन वर्षों के लिए, सौर चमक लगभग 1% बढ़ जाएगी, जिसका अर्थ है कि इस समय के दौरान, पृथ्वी तक पहुंचने वाली ऊर्जा भी 1% बढ़ जाएगी। जब पृथ्वी 4 बिलियन वर्ष छोटी थी, तो हमारे ग्रह को आज हमारे पास ऊर्जा का 70% प्राप्त हुआ। और एक या दो अरब वर्षों के बाद, अगर हम इसके साथ कुछ नहीं करते हैं, तो यह वृद्धि पृथ्वी के लिए गंभीर समस्याएं पैदा करेगी। उस समय, सतह का औसत तापमान 373 K (100 ° C / 212 ° F) तक पहुंच जाएगा। दूसरे शब्दों में, किसी समय सूर्य इतना चमकीला हो जाएगा कि पृथ्वी के महासागर उबल जाएंगे।


यदि सतह का तापमान बहुत अधिक बढ़ जाता है, तो हमारा ग्रह सतह पर तरल पानी के अस्तित्व को बनाए रखने में सक्षम नहीं होगा।

हम इससे कैसे बच सकते हैं? कई संभावित समाधान हैं:

• प्रकाश के भाग को पृथ्वी में प्रवेश करने से रोकते हुए, लैग्रेंज बिंदु L1 पर कई बड़े रिफ्लेक्टर की व्यवस्था करना संभव है।
• भूवैज्ञानिक इंजीनियरिंग का उपयोग करके, हम अधिक प्रकाश को प्रतिबिंबित करने और कम अवशोषित करने के लिए अपने ग्रह के वायुमंडल और / या अल्बेडो को बदल सकते हैं।
• हम वातावरण से मीथेन और सीओ ₂ जैसे अणुओं को हटाकर ग्रीनहाउस प्रभाव को कम कर सकते हैं।
• हम पृथ्वी को छोड़ सकते हैं और बाहरी दुनिया की भूनिर्माण पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, मंगल।

पृथ्वी के साथ समानता की दिशा में मंगल के टेराफोर्मिंग का संभावित मार्ग

सिद्धांत रूप में, यह सब काम कर सकता है, लेकिन परिणाम के लिए इसे भारी मात्रा में काम और समर्थन की आवश्यकता होगी।

हालाँकि, पृथ्वी को अधिक दूर की कक्षा में ले जाने का निर्णय स्थायी होगा! और यद्यपि हमें एक स्थिर तापमान बनाए रखने के लिए कक्षा में थोड़ा विस्तार करना होगा, लाखों वर्षों के समय के अंतराल ने हमें ऐसा करने के लिए पर्याप्त समय दिया। सूर्य की चमक को 1% तक बढ़ाने के प्रभाव को समतल करने के लिए, हमें पृथ्वी को 0.5% से दूर ले जाने की आवश्यकता है। 20% की वृद्धि (अगले 2 बिलियन वर्षों में अपेक्षित) की भरपाई करने के लिए, हमें पृथ्वी को सूर्य से 9.5% की दूरी पर ले जाने की आवश्यकता है। 149.6 मिलियन किमी के सूर्य से औसत दूरी पर होने के बजाय, हमें लगभग 164 मिलियन किमी की परिमाण के लिए प्रयास करना चाहिए।


पृथ्वी से सूर्य की दूरी पिछले 4.5 अरब वर्षों में बहुत अधिक नहीं बदली है। लेकिन अगर सूर्य गर्म हो जाता है और हम पृथ्वी को गर्म नहीं करना चाहते हैं, तो हमें गंभीरता से अपने ग्रह को स्थानांतरित करने पर विचार करना होगा

इससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलेगी! पृथ्वी को हिलाना - सभी छह सेप्टिलियन (6 × 10 ²⁴ ) किग्रा - हम गंभीरता से अपनी कक्षा के मापदंडों को बदल देंगे। और अगर हम पृथ्वी से सूर्य की औसत दूरी 164,000,000 किमी तक बढ़ाते हैं, तो हम कई महत्वपूर्ण बदलावों को नोटिस करेंगे:

• सूर्य के चारों ओर एक संपूर्ण क्रांति को पूरा करने में पृथ्वी को 14.6% अधिक समय लगेगा।
• एक स्थिर कक्षा को बनाए रखने के लिए, हमारी कक्षीय गति को 30 किमी / एस से 28.5 किमी / सेकंड तक धीमा करना होगा।
• यदि पृथ्वी की घूर्णन अवधि समान रहती है (24 घंटे), तो हमारे पास वर्ष में 418 दिन होंगे, 365 नहीं।
• सूरज आकार में थोड़ा छोटा दिखाई देगा - लगभग 10% - और ईबे और प्रवाह पर सूरज का प्रभाव कुछ सेंटीमीटर घट जाएगा।

यदि सूर्य सूज जाता है और पृथ्वी हिल जाती है, तो ये दोनों प्रभाव एक-दूसरे को पूरी तरह से समतल नहीं करते हैं; सूरज थोड़ा छोटा दिखाई देगा।

लेकिन पृथ्वी को अब तक धकेलने के लिए हमें एक गंभीर ऊर्जा परिवर्तन की आवश्यकता है: हमें सूर्य-पृथ्वी प्रणाली की गुरुत्वाकर्षण क्षमता को बदलने की आवश्यकता होगी। यहां तक ​​कि सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की गति की गति में गिरावट सहित अन्य सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, हमें पृथ्वी की कक्षीय ऊर्जा को 4.7 × 10 ³⁵ J से बदलना होगा, जो मानव जाति की 10 से ¹⁵ वार्षिक ऊर्जा जरूरतों के बराबर 1.3 × 10 ²⁰ TW * h: के बराबर है। यह तय किया जा सकता है कि दो अरब वर्षों की अवधि इस समस्या को मदद करेगी - और यह मदद करेगा, लेकिन ज्यादा नहीं। हमें आज बनाए जाने वाले मानवता की तुलना में 500,000 गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी, जिसे ग्रह को सुरक्षित, स्थिर दूरी पर ले जाने के कार्य में प्रवृत्त करना होगा।


सूर्य के चारों ओर ग्रहों के घूमने की गति सूर्य से उनकी दूरी पर निर्भर करती है। धीरे-धीरे पृथ्वी को 9.5% से बाहर ले जाने पर अन्य ग्रहों की कक्षाओं का उल्लंघन नहीं करना चाहिए।

और ऊर्जा रूपांतरण तकनीक हमारी चिंताओं में से सबसे कम है। सबसे बड़ी समस्या अधिक मौलिक है: यह सब ऊर्जा कहां से प्राप्त करें? वास्तविक रूप से तर्क, ऊर्जा की इतनी मात्रा केवल एक ही स्थान पर मिल सकती है - सूर्य में ही। वर्तमान में, पृथ्वी सूर्य से प्रति वर्ग मीटर 1,500 वाट ऊर्जा प्राप्त करती है। पृथ्वी को सही समय पर स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा एकत्र करने के लिए, हमें एक अंतरिक्ष सरणी बनाने की आवश्यकता होगी जो सभी दो बिलियन वर्षों के लिए लगातार 4.7 × 10 ³⁵ J ऊर्जा एकत्रित करती है। इसका अर्थ 5 × 10 ¹⁵ मीटर ² , 100% प्रभावी या ग्रह पृथ्वी के दस सतह क्षेत्रों के बराबर की एक सरणी है।


एक अंतरिक्ष सौर ऊर्जा स्टेशन की अवधारणा लंबे समय से मौजूद है, लेकिन किसी ने 5 बिलियन वर्ग मीटर के एक सरणी की कल्पना नहीं की। किमी।

यह पता चला है कि पृथ्वी को एक उच्च, स्थिर कक्षा में धकेलने के लिए, हमें पाँच बिलियन वर्ग मीटर के क्षेत्र के साथ 100% प्रभावी सौर सरणी की आवश्यकता है। किमी।, जिनकी सभी ऊर्जा दो अरब वर्षों के लिए पृथ्वी को अधिक दूर की कक्षा में धकेलने पर विशेष रूप से खर्च की जाएगी। शारीरिक रूप से संभव है? बेशक। वर्तमान तकनीक के साथ? कोई विकल्प नहीं। व्यावहारिक रूप से संभव है? लगभग निश्चित रूप से नहीं, कम से कम उस डेटा के आधार पर जिसे हम जानते हैं। एक संपूर्ण ग्रह को हिलाना दो कारणों से मुश्किल है: क्योंकि सूर्य के बहुत मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के कारण और पृथ्वी के बहुत बड़े द्रव्यमान के कारण। लेकिन यहाँ हमारे पास एक ऐसा ग्रह है, यहाँ एक ऐसा सूर्य है, और हम जो भी करते हैं, वह सूर्य गर्म हो जाएगा। जब तक हम ऊर्जा की इतनी बड़ी मात्रा को इकट्ठा करने और उसका उपयोग करने का कोई रास्ता नहीं तलाशते, तब तक हमें ग्लोबल वार्मिंग के अंतिम सर्वनाश के अस्तित्व के लिए अन्य रणनीतियों की आवश्यकता होगी!

एथन सीगल - खगोल वैज्ञानिक, विज्ञान लोकप्रिय, एक बैंग्स के साथ शुरुआत के लेखक! उन्होंने "बियॉन्ड द गैलेक्सी" [ बियॉन्ड द गैलेक्सी ], और "ट्रैकनोलॉजी: स्टार ट्रेक का विज्ञान" [ ट्रेकनोलॉजी ] किताबें लिखीं ।

यदि यूनिवर्स का विस्तार हो रहा है, तो हम विस्तार क्यों नहीं कर रहे हैं ; क्यों ब्रह्मांड की उम्र उसके मनाया भाग की त्रिज्या के साथ मेल नहीं खाती है ।