قريباً سيكون مكتظًا على الأرض: هل من الممكن وكيفية بناء كوكب جديد

الدمار العالمي وخطة الطوارئ

إن حقيقة أن البشرية تدمر الكوكب تدريجيًا هي حقيقة لا جدال فيها.

&نبسب;

غالبًا ما يقول علماء البيئة إن البشر بحاجة إلى تقليل بصمتهم على الكوكب. أظهرت دراسة حديثة مدى ضخامة هذه البصمة حرفياً.

بينما تتشكل كتلة الحياة على الأرضحوالي 1.1 تريليون طن ولم تتغير كثيرًا في السنوات الأخيرة، فإن ما يسمى "الكتلة البشرية" من المواد الاصطناعية تنمو بشكل كبير. كشفت دراسة نشرت أن كتلة كل ما بناه البشر وأنتجوه، من الأرصفة الخرسانية وناطحات السحاب الزجاجية والمعدنية إلى الزجاجات البلاستيكية والملابس وأجهزة الكمبيوتر، تساوي الآن تقريبًا كتلة الكائنات الحية على الأرض ويمكن أن تتجاوزها هذا العام. فيمجلة الطبيعة.

هذه النتيجة قد تدعم الحجة القائلة بأنلقد دخلت الأرض عصر الأنثروبوسين، وهو عصر جيولوجي مقترح يعتبر فيه البشر القوة المهيمنة في تشكيل الكوكب. وعلى الرغم من أن هذا الفهم رمزي أكثر من كونه ذا أهمية علمية، فإن الحجم المادي للمشروع البشري يساعد في تفسير كيف تمكنا من التحول العالمي. دورات المغذيات، تغير المناخ وتدفع العديد من الأنواع إلى حافة الانقراض.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تكاثر الناس أنفسهم يهدد الكوكب بالاكتظاظ السكاني ونقص الموارد والجوع.

"المشكلة ليست في الكمية فقطيقول ديفيد ساترثويت، كبير الباحثين في المعهد الدولي للبيئة والتنمية ومقره لندن، في مقابلة مع هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي) .

يستشهد بدعم أطروحتهويتفق هذا مع مقولة الزعيم الهندي المهاتما غاندي، الذي رأى أن "هناك ما يكفي من [الموارد] في العالم لتلبية احتياجات كل شخص، ولكن ليس الجشع العالمي".

حتى وقت قريب، كان عدد الأشخاص الذين يعيشون على الأرضكان هناك عدد قليل نسبيًا من ممثلي النوع البشري الحديث (الإنسان العاقل). المجموع 10 آلاف. منذ سنوات مضت، لم يكن يعيش على كوكبنا أكثر من عدة ملايين من الأشخاص. لم يكن حتى أوائل القرن التاسع عشر أن وصل عدد السكان إلى مليار نسمة. و2 مليارًا — فقط في عشرينيات القرن العشرين.
ويبلغ عدد سكان العالم الآن أكثر من 7.5 مليار نسمة. ووفقا لتوقعات الأمم المتحدة، فإنه بحلول عام 2050 يمكن أن يصل إلى 9.7 مليار نسمة، وبحلول عام 2100 من المتوقع أن يتجاوز 11 مليار نسمة.

بدأ عدد السكان في النمو بسرعة فقطفي العقود القليلة الماضية، ليس لدينا حتى الآن أمثلة تاريخية يمكننا من خلالها التنبؤ بالعواقب المحتملة لهذا النمو في المستقبل.

وبعبارة أخرى، إذا كان صحيحا أن لديناسيكون هناك أكثر من 11 مليار شخص يعيشون على هذا الكوكب بحلول نهاية القرن، ومستوى معرفتنا الحالي لا يسمح لنا أن نقول ما إذا كانت التنمية المستدامة ممكنة مع مثل هؤلاء السكان - ببساطة لأنه لم تكن هناك سوابق في التاريخ.

ألم يحن الوقت للنظر في خطة طوارئ؟

كيف يجب أن تكون الأرض الجديدة؟

إذا كان البشر سيعيشون في بيئة خارج كوكب الأرضالموطن، إذن يجب أن يكون له نفس الظروف التي تطور فيها الإنسان الحديث ليعتمد عليها هنا على الأرض. ما هي الشروط التي نتحدث عنها؟ نحن بحاجة إلى نطاق درجة الحرارة المناسب، والهواء القابل للتنفس، والجاذبية، ودورات الليل والنهار، والمزيد.

وبطبيعة الحال، هناك مهمة TESS التي تتعامل معهاالبحث عن الكواكب الخارجية. لقد وجدت بالفعل آلاف العوالم، لكن "الانتقال" هناك يمثل مشكلة. أولاً، ليس لدينا ما يكفي من التكنولوجيا للسفر لمسافات طويلة في فترة زمنية مقبولة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الظروف على هذه الكواكب الخارجية بعيدة كل البعد عن المثالية.

هل من الممكن إعادة خلق كوكبنا ببناء عالم اصطناعي؟

• الجاذبية

جاذبية الأرض ضرورية للغاية لفترة طويلةحياة. يتعين على رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية أن يتعاملوا مع فقدان العظام وانخفاض ضغط الدم، من بين أمور أخرى، بسبب التعرض لفترات طويلة للجاذبية الصغرى. وجدت الدراسات التي فحصت التأثيرات الفسيولوجية للفضاء على رواد الفضاء بعد أشهر في محطة الفضاء الدولية (ISS)، تغيرات كبيرة في المادة البيضاء والرمادية. يمكن أن تسبب هذه التغييرات عدم وضوح الرؤية أو حتى التأثير على قدرة رائد الفضاء على المشي بشكل صحيح. ولكن ربما يكون الأمر الأكثر إثارة للقلق هو كيفية تأثير هذه التغيرات الفيزيولوجية العصبية على الإدراك والسلوك.

في حالة عدم وجود جاذبية الأرض ، السائل في الجسميميل إلى الارتفاع. يمكن أن يؤدي هذا إلى تورم الوجه غير المؤذي ، ولكن يمكن أن تحدث أيضًا مشاكل إدراكية أخرى مثل الارتباك وأوقات رد الفعل البطيئة.

ولكن للأسف، تم التخلي عن مولدات الجاذبية الاصطناعيةتحديا للفيزياء المعروفة. وبدلاً من ذلك، يجب أن يدور الهيكل القمري الاصطناعي الضخم لتوليد الجاذبية من خلال قوة الطرد المركزي الموجهة نحو الخارج على طول خط الاستواء. وبدلاً من الأرضيات المكدسة، يمكن أن تشبه مستويات الموائل على القمر الاصطناعي طبقات البصلة. وعلى النقيض من الحسابات الأرضية، فإن رؤوس السكان، وليس أقدامهم، سوف تتجه "لأسفل" باتجاه مركز الهيكل العملاق. كما سيتم عكس الجاذبية.

• دوران

إن دوران الكوكب ضروري ليس فقط لجاذبية قوة الطرد المركزي ، ولكن أيضًا للتوزيع المتساوي لأشعة الشمس على الكوكب.

سيكون الحصول على الدوران نفسه سهلاً.يمكن للصواريخ بزاوية أن تدور وتحافظ على السرعة المطلوبة لجاذبية الأرض. لا تحتاج الصواريخ أيضًا إلى العمل بشكل مستمر. "نظرًا لأن الهيكل يدور في الفضاء ، فلا يوجد ما يبطئه.

ومع ذلك، فإن دوران القمر الاصطناعي يخلق جديدامشاكل. يجب أن تتمتع أقسام الهيكل الخاضعة لواحدة أو أكثر من جاذبية الأرض بنسبة قوة إلى وزن عالية بما يكفي لتجنب التمزق. على سبيل المثال، قد لا يكون الفولاذ مناسبًا لبناء هيكل يبلغ قطره 120 كيلومترًا، حسبما كتبت مجلة Popular Mechanics. ومع ذلك، فإن ألياف الزيلون الاصطناعية، التي تتمتع بنسبة القوة إلى الوزن المعروفة، أقوى بسبع مرات من الفولاذ وحوالي ضعف قوة الكيفلار. وهو عضوي، أي أنه يحتوي على الكربون. وبالتالي، فإن الكويكبات الغنية بالكربون ستكون أهدافًا جيدة للتعدين لهذه المادة.

• استقرار

رغم كل المشاكل الهندسية، بناءسيكون موطننا الفضائي المستوحى من نجمة الموت أسهل بكثير من بناء نسخة طبق الأصل من الأرض. لكنها لا يمكن أن تضاهي الأرض الثانية في شيء واحد: الاستقرار.

كل هذه الهياكل أو الأفكار الخاصة بالمستعمرات تعانيمن نوع واحد من العيوب الهامة التي يمكن تلخيصها في مصطلح واحد: عدم الاستقرار. الصيانة النشطة ضرورية للحفاظ على البيئة ، مثل معلمات المدار الدقيقة والصحيحة. هم أقل استقرارًا بكثير من كوكبنا.

ما الذي يتطلبه بناء كوكب جديد؟

ما هي التقنيات التي سنحتاجها لإنشاء كوكب جديد؟ أين يمكننا أن نجد ما يكفي من المواد الخام لعالمنا المستقبلي؟ كم من الوقت سيستغرقنا لإكمال هذا المبنى الكوكبي؟

ولدت من الكواكب الصخرية مثل الأرضبقايا نجم حديث التكوين. تبدأ على شكل بقع من الغبار أصغر من شعرة الإنسان. ثم تندمج هذه الحبيبات في كتل أكبر ، والتي تستمر في الاصطدام مع بعضها البعض حتى ، بعد بضعة ملايين من السنين ، تتحول إلى عالم أرضي جديد. من الناحية النظرية ، نفهم كيف تتشكل الكواكب في الكون. لكن كيف يمكننا أن نبدأ في صنع مصطنعة؟

إذا بنينا نحن البشر نسخة طبق الأصل من الكواكب ومأهولة بالسكان ، سيتعين علينا إنشاء صخرة بجو من الهواء القابل للتنفس ، ودرجة الحرارة المناسبة ، وجاذبية الأرض ، ومدار مستقر حول الشمس. وهذا فقط للبداية.

لنبدأ البناء في موطن الشمس. سيساعدنا هذا في الحفاظ على درجة الحرارة على كوكبنا الاصطناعي ، كما هو الحال على الأرض. ولكن من أين تحصل على جميع المواد اللازمة لبنائها؟

قد تبدو الكويكبات مصدرًا جيدًا.المشكلة هي أن كتلة الأرض تزيد عن 2000 حزام كويكب. النظام الشمسي ببساطة ليس لديه ما يكفي من الكويكبات لبناء عالم جديد بحجم الأرض.

ولكن في سحابة أورت قد يكون هناك ما يكفيالمادة — سرب من الحطام الجليدي الذي يوجد افتراضيًا في أبعد أركان النظام الشمسي. لكن هذه السحابة بعيدة جدًا لدرجة أن فوييجر 1، التي كانت تسافر بسرعة 17 كم/ث (11 م/ث) على مدار الـ 41 عامًا الماضية، لن تصل إليها لمدة 300 عام أخرى. ولن يصل إلى الجانب الآخر من سحابة أورت قبل حوالي 30 ألف سنة.

تحتاج إلى بناء سفينة فضاء سريعةلتجميع كل هذا الغبار وتوجيهه في الاتجاه الصحيح. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام أقمار من كواكب أخرى. على سبيل المثال ، ستوفر كل أقمار المشتري ما يكفي من المواد لإنشاء كوكب بحجم الأرض حوالي 7٪. بداية جيدة ، إذا تمكنوا ، بالطبع ، من إخراجهم من مدار عملاق الغاز.

ومع ذلك ، ليست هناك حاجة لبناء عالمنا الجديدبحجم الأرض لإنتاج نفس قوة الجاذبية التي نشعر بها الآن. يمكن حشر عُشر كوكب في كرة بحجم القمر. ومع ذلك ، سيستغرق إكمال البناء عدة مئات من السنين على الأقل.

بمجرد حل جميع المشكلات الهندسية ، وسيكون كوكبنا الاصطناعي الذي تم تشكيله حديثًا في مدار حول الشمس ، ويجب غمر الأرض في الماء. بعد تبخره ، سيظهر غلاف جوي على الأرض. يمكن إدخال بعض ثاني أكسيد الكربون المنبعث من النباتات الملوثة على الأرض. ثاني أكسيد الكربون جزء ضروري من الغلاف الجوي الذي اعتدنا عليه ولكن بكميات معينة!

ثم على كوكب جديد من الضروري أن تزرعالنباتات. سوف يتراكمون الأكسجين ببطء في الغلاف الجوي من خلال عملية التمثيل الضوئي. أخيرًا ، بعد آلاف السنين من بناء الكوكب ، ستطأ قدم المستعمرات البشرية الأولى الأرض الجديدة ، التي أنشأتها أيدي البشر.

ما هو الحد الأدنى؟

على الرغم من حقيقة أنها ستكون أصغر حجمًا ، فإن نسخة الأرض لن تختلف كثيرًا عن النسخة الأصلية: درجة الحرارة والجاذبية ، مثل تلك الموجودة في الأرض ، ستسمح للناس بالاعتياد عليها بسرعة.

ومع ذلك، هناك فرق واحد مهم.سيتطلب عالمنا الاصطناعي صيانة نشطة - بدءًا من بيئة الكواكب وحتى معالم مدارنا. يوجد حاليًا الكثير مما لا نعرفه عن الكون. ولا يسعنا إلا أن نخمن كيف سيتشكل كوكب جديد فيه. عند هذه النقطة، قد يكون من الأسهل الحفاظ على العالم الحالي بدلاً من بناء عالم جديد تماماً.

قراءة المزيد

ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟

حصل أورانوس على مكانة أغرب كوكب في المجموعة الشمسية. لماذا؟

ترسل أداة SuperCam العلمية من Perseverance rover النتائج الأولى إلى الأرض

نجمة الموت (م.Death Star) هي محطة فضائية قتالية خيالية - هيكل فلكي من عالم Star Wars. مجهزة بأسلحة ليزر ذات طاقة فائقة القوة ذات قوة تدميرية للغاية ، قادرة على تدمير كواكب بأكملها.

Zilon هي علامة تجارية لعدد منبوليوكسازول الكريستال السائل بالحرارة. تم اختراع وتطوير مادة الراتينج الاصطناعية هذه بواسطة SRI International في الثمانينيات وتم تصنيعها بواسطة شركة Toyobo Corporation. بشكل عام ، تسمى الألياف PBO. تتمتع مادة Zylon بقوة شد عالية تبلغ 1.6 ضعف قوة شد كيفلر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن Zylon أقوى من الفولاذ.