Horvai Ferenc - Mikor is pusztul el a Föld?

Mi lenne nélküled, óh Nap?

Mikor is pusztul el a Föld (percnyi pontossággal)?

Bizony, az alcímben nem gépelési hiba, de nem is egy őrült ember őrült kérdése olvasható. Mert most meg fogom próbálni a lehetetlent: megmondani, mikor lesz a világvége, percnyi pontossággal.

Na és akkor most jöjjön a magyarázkodás. Igazából nem is a valódi világ valódi Napjáról van szó, hiszen vele kapcsolatban még azt sem tudjuk teljes bizonyossággal, hogy elpusztítja-e bolygónkat. Tudniillik a Nap négy és fél – öt milliárd év múlva bekövetkező felpuffadása vörös óriássá nem egészen biztos, hogy elnyeli Földünket. Ez azért lehetséges, mert a térfogat növekedésével csökken a csillag sűrűsége, vagyis az atomjai közötti összetartó erő. Csökken a gravitáció. Ez a csökkenés nagyon kicsi és – legalábbis én – biztosan nem fogom észrevenni.

I. rész: a Nap halála (forrás: Meteor Csillagászati Évkönyv 1995)

Tudományosabban szólva: Az ún. “OPAL opacitások” miatti módosulást figyelembe véve a Föld megmenekül. Már csak az a kérdés, mik azok az izék. A lexikon így ír az opacitásról: “optikai rendszerek fényátbocsátó, illetve elnyelőképessége. A csillagászatban a csillaganyag sugárzást elnyelő képessége...”. A Nap belsejében a hőmérséklet meghaladja a 15 millió Kelvint, míg sűrűsége a 100 g/cm³-t. A Nap jelenlegi – és főként jövőbeni – energiájának kiszámításakor mindenképpen figyelembe kell venni az opacitás értékét (kezdem megszokni ezt a szép szót). Nagyjából negyedszázada számították ki az opacitásértékeket és néhány évvel ezelőttig ezek voltak az elfogadottak. A. N. Cox és Tsi. az akkori legfejlettebb számítógépen, a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban (LANL) kapták meg az értékeket. Ezeket a konstansokat LANL-opacitásoknak nevezhetjük. Csakhogy néhány éve (ugye milyen izgalmas és fordulatos?) a Lawrence Livermore Laboratórium munkatársai már sokkal több tényezővel újraszámolták az adatokat. Az új adathalmaz neve ezért OPAL-opacitások lettek. Csakhogy ezek sokkal nagyobbak, 300 ezer Kelvinen már mintegy háromszorosai a korábban számítottnak. (Eredetileg csak maximum 25 százalékos eltérésre számítottak.) Az új mérések legnagyobb nyertesei a pulzáló csillagok lettek, amelyeknél sok, eddig megmagyarázhatatlan folyamat vált magyarázhatóvá. Csakhogy a Nap is pulzál. És ez a pulzálás vörös óriás korában lesz a legnagyobb jelentőségű. Kis atomok közötti összetartó erő, nagy térfogat, kis pulzálás. De mekkora?

Most nézzük meg a Nap jövőjét, kicsit részletesebben: 1,1 milliárd év múlva a jelenlegi fényessége (legyen ez 1 L, mint luminozitás, azaz fényesség) 1,1 L-re fog változni. Ez az üvegházhatás miatt már alapjaiban katasztrofális lehet a Földre. 3,5 milliárd év múlva 1,4 L-re fog nőni, és így tovább. Aztán szépen lassan megkezdődik a térfogatváltozás. Amikor sugara a jelenlegi 1 R-nek (legyen ez is egységnyi) 170-szerese lesz, fényessége 2300 L-re növekszik. Ekkor nyeli el a Merkúr bolygót.

És most jön a lényeg: A hélium kifogy. Beindul a fúzióslánc további tagjainak égetése – egészen a vasig –. A héj – a majdani fotoszféra – elkezd bomladozni, felrepedezni. A repedések alatt lévő anyag pedig kitüremkedik. Mindenesetre ekkor éri el csillagunk a legnagyobb kiterjedését, ami 213 R, vagyis 0,99 CSE (a Föld távolsága 1 Csillagászati Egység – CSE). Ekkor a Vénusz már elnyelődött és a Földet sem kíméli semmi. 0,01 CSE-re ugyanis már felperzselődik, végül spirális pályán gyorsan eltűnik.

Legalábbis eddig ezt hittük. Az OPAL-opacitások révén (többek között) kiderült, hogy a Nap vörös óriás létekor sokkal nagyobb tömeget veszít, mint előtte. Ennek oka a nagy fényesség és a sokkal jelentősebb napszél. Mint kiderült, tömege maximális kiterjedésekor 0,59 naptömegre esik vissza, azaz a mainak csak kb. 60 százalékára. A kis gravitáció miatt pedig – és most ugrik a majom a vízbe – a földpálya, és a Vénusz pályája már korábban, fokozatosan megnő. A Vénusz pályája 1,22 CSE-re, a Földé pedig 1,69 CSE-re távolodik (az akkori Nap középpontjától és nem a felszínétől!). A Nap legnagyobb fényességét a negyedik felvillanásakor éri el: 5200 L. Felszíni hőmérséklete ekkor drasztikusan 1600 K-re csökken, majd a továbbiakban fehér törpévé alakul át. És a Vénuszon megszűnik az üvegházhatás...

Bár fontos, hogy a Nap tömegvesztése nem számítható ki pontosan. Így nem elképzelhetetlen, hogy a Vénusz mégsem menekül meg. (De az már legyen a Vénusz-lakók dolga, nem igaz?)

Utóbb születtek olyan hipotézisek, miszerint a Földhöz ilyen közeli napfelszín – amely igen kicsi sűrűségű – erősebb kölcsönhatásba kerül a Földdel és a Vénusszal. Ha ugyanis a Föld és a Vénusz együttállásban lesz a Nappal, kettejük Napra ható árapály ereje talán elegendő lesz egy árapály-kúp létrehozására, ami végül ahhoz vezethet, hogy a Vénusz mégiscsak elvész. De ez már a jövő...

II. rész: a Föld pusztulása

Most már visszatérhetünk az alcímben feltett kérdés megválaszolásához. Ehhez pedig tegyünk fel egy rendkívül reális és értelmes kérdést (a későbbiekben kiderül, hogy bár reális és értelmes kérdés feltevésére szólítottam magam, sokszor ellentmondásba keveredek az íróval)!

Tegyük fel, hogy a Kozmikus Varázsló (röviden KV – ejtsd: kávé) gondol egyet és hipp-hopp eltűnteti a Napot. Csúnya, gonosz kávé. Nem csoda, hogy a drogok közé sorolják – ráadásul legális. Szóval a Nap egyszer csak eltűnik. Nincs sugárzása, nem ad fényt, sötét lesz. Ami pedig még izgalmasabb: nincsen gravitáció.

De mi, egyszerű földlakók, erre mikor jövünk rá? (Mintha nem lenne tökéletesen mindegy! Ha-ha-ha!!!) Nézzünk három, lehetségesnek tűnő verziót:

1. A Föld azonnal kidobódik pályájáról és az Oort-felhő felé tart. De nem baj, mert a többi bolygó is ezt teszi. Bőrünkön érezhetjük a “táguló Naprendszer” problémáját. Aztán úgy 8 perc múlva – amikor a fény sebességéből adódóan rájövünk, hogy mi is történt – kialszik a Nap, legalábbis ezt ekkor vesszük észre. A Föld kozmikus űrhajóvá válik.
2. Először sötét lesz. Észrevesszük, hogy eggyel kevesebb csillag világít a nappali égen. Az éjszakai oldalon lévőknek mindez alig tűnne fel. Legfeljebb annyi, hogy hirtelen 12-re változik a határmagnitudó. A csillagászok nem tudnak betelni az örömmel. Aztán szépen lassan eléri a Földet a sodródás veszélye is. Kiderül, hogy nem csak a fény, de a fénykibocsátó test is hiányzik. A Föld kozmikus űrhajóvá válik.
3. A legnagyobb pech. Egyszerre érnek ide mindkét katasztrófa hírei. Abban a pillanatban, hogy a csillagászok megkezdhetnék a szokatlanul jó esti égbolt kémlelését, már megyünk is kifelé. (Szabad szemmel ritkán látni csíkhúzós csillagokat.) És ekkor... A Föld kozmikus űrhajóvá válik.

Magyarázat: Az energia az anyag munkavégzőképességének a mértéke, vagy egyszerűbben E=mc². A kvantummechanika szerint az energia kvantumokban terjed, ami a legkisebb energetikai egység. Einstein a kvantumokat fotonnak nevezte. Így a fénykvantum, vagyis a legkisebb energia, a foton. (Valóban, a foton nyugalmi tömege zérus.) Az első főtétel szerint E=Q+W. (Bocs ezért a sok fölösleges képletért, tudom, hogy nélküle is értené a kedves olvasó, de a cikknek sajnos el kell érnie a megfelelő hosszúságot, amit ezek nélkül az unalmas és bonyolult képletek nélkül nem igazán lennék képes elérni. Így hát nézzük tovább. Csak kérem, most még ne aludjanak el.) A munkára tanult legegyszerűbb képlet a W=Fs. Tehát a gravitációs erő gravitációs energiával is társul (hiszen – csak a mindenképpen aludni kívánók kedvéért – a gravitáció hatására elmozdulás is felléphet – azon a horkoláson kívül persze amit idáig elhallani). Ez eddig oké. Csakhogy a fotonok – más szóval kvantumok – fénysebességgel terjednek. Ha a gravitáció energia, akkor kvantumok formájában kell, hogy terjedjen. Én a magam részéről nem vagyok híve a gravitonok létezéséről szóló hipotéziseknek. Ez persze nem jelenti azt, hogy nem léteznek. Csupán annyit jelent, hogy nem kedvelem őket. Csúnya kis lények ezek a gravitonok. Múlt szombaton például az egyik graviton... de ez már egy másik történet. A következtetés pedig az, hogy a gravitáció is fénysebességgel terjed. Most, hogy sikerült mindezt a világ egyik legbonyolultabb formáján összehoznom, jöjjön a nem kevésbé “izgalmas” végkövetkeztetés: Ha KV gondol egyet és eltűnteti a Napot, akkor a Földön egyszerre vesszük észre a fény abbamaradását és a sodródást.

Az alcímben feltett kérdésre így már válaszolni tudok: pontosan 8 perccel a Nap eltűnése után pusztul el a Föld. De egyelőre nem kell aggódni. Beszéltem KV-val, hogy a közeljövőben még csak az eszébe se jusson hasonló “gyermekcsíny”. (Akkor ugyanis már illegális drognak számítana.)

Horvai Ferenc