בקרוב זה יהיה צפוף על כדור הארץ: האם זה אפשרי וכיצד לבנות כוכב לכת חדש

תוכנית הרס ותגובה עולמית

העובדה שהאנושות הורסת בהדרגה את כדור הארץ היא עובדה שאין עליה עוררין.

 

אנשי איכות הסביבה אומרים לעתים קרובות שבני אדם צריכים להפחית את טביעת הרגל שלהם על פני כדור הארץ. מחקר שנערך לאחרונה הראה עד כמה טביעת הרגל הזו היא ענקית, תרתי משמע.

בעוד מסת החיים נוצרת על פני כדור הארץהוא כ-1.1 טריליון טון ולא השתנה הרבה בשנים האחרונות, מה שמכונה "המסה האנתרופוגנית" של חומרים מלאכותיים גדלה באופן אקספוננציאלי. המסה של כל מה שבני האדם בנו וייצרו, ממדרכות בטון וגורדי שחקים מזכוכית ומתכת ועד בקבוקי פלסטיק, בגדים ומחשבים, שווה כעת בערך למסת היצורים החיים על פני כדור הארץ ועשויה לעלות עליה השנה, לפי מחקר שפורסם. במגזין הטבע.

ממצא זה עשוי לתמוך בטענה כיכדור הארץ נכנס לאנתרופוקן, עידן גיאולוגי מוצע שבו בני האדם הם הכוח הדומיננטי המעצב את כדור הארץ. למרות שהבנה זו היא יותר סמלית מאשר משמעותית מבחינה מדעית, קנה המידה החומרי של המפעל האנושי עוזר להסביר כיצד הצלחנו לשנות מחזורי התזונה העולמיים, משנים את האקלים ומביאים מינים רבים לסף הכחדה.

בנוסף, רבייה של אנשים עצמם מאיימת על כדור הארץ באוכלוסיות יתר, חוסר משאבים ורעב.

"הבעיה היא לא רק הכמותאנשים החיים על פני כדור הארץ, ובמספר הצרכנים ובהיקף ואופי הצריכה", אומר דיוויד סאטר'ווייט, עמית בכיר במכון הבינלאומי לסביבה ופיתוח שבסיסו בלונדון בראיון ל-"Bi-BBC".

כתמיכה לתזה שלו הוא מצטטתואם את דבריו של המנהיג ההודי מהטמה גנדי, שהאמין כי "יש מספיק [משאבים] בעולם כדי לספק את הצרכים של כל אדם, אבל לא חמדנות אוניברסלית".

עד לאחרונה, מספר האנשים החיים על פני כדור הארץהיו מעט נציגים יחסית של המין האנושי המודרני (Homo sapiens). סך הכל 10 אלף. לפני שנים, לא יותר מכמה מיליוני אנשים חיו על הפלנטה שלנו. רק בתחילת המאה ה-18 הגיעה האוכלוסייה האנושית למיליארד. ו שני מיליארד - רק בשנות ה-20 של המאה העשרים.
אוכלוסיית העולם מונה כיום למעלה מ-7.5 מיליארד בני אדם. לפי תחזיות האו"ם, עד שנת 2050 הוא עשוי להגיע ל-9.7 מיליארד, ובשנת 2100 הוא צפוי לעלות על 11 מיליארד.

האוכלוסייה החלה לגדול במהירות בלבדבעשורים האחרונים, כך שאין לנו עדיין דוגמאות היסטוריות שבהן נוכל לחזות את ההשלכות הסבירות של צמיחה זו בעתיד.

במילים אחרות, אם זה נכון שב שלנויחיו יותר מ-11 מיליארד בני אדם על פני כדור הארץ עד סוף המאה, רמת הידע הנוכחית שלנו לא מאפשרת לנו לומר אם פיתוח בר קיימא אפשרי עם אוכלוסייה כזו – פשוט כי לא היו תקדימים בהיסטוריה.

האם לא הגיע הזמן לשקול תוכנית מגירה?

איך צריך להיות כדור הארץ החדש?

אם בני אדם הולכים לחיות בסביבה מחוץ לכדור הארץבית גידול, אז חייבים להיות לו אותם תנאים שבהם האדם המודרני התפתח לתלות בהם כאן על כדור הארץ. על איזה תנאים אנחנו מדברים? אנחנו צריכים את טווח הטמפרטורות הנכון, אוויר לנשימה, כוח הכבידה, מחזורי יום-לילה ועוד.

כמובן, יש משימת TESS שעוסקת בהחיפוש אחר כוכבי לכת. היא כבר מצאה אלפי עולמות, אבל "לזוז" לשם זה בעייתי. ראשית, אין לנו מספיק טכנולוגיה כדי לנסוע מרחקים כה ארוכים בפרק זמן מקובל. בנוסף, התנאים על כוכבי לכת אלה רחוקים מלהיות אידיאליים.

האם ניתן לשחזר את כדור הארץ שלנו על ידי בניית עולם מלאכותי?

• כוח משיכה

כוח הכבידה של כדור הארץ הכרחי לחלוטין לאורך זמןחַיִים. אסטרונאוטים על סיפון תחנת החלל הבינלאומית נאלצים להתמודד עם אובדן עצם ולחץ דם נמוך, בין היתר, עקב חשיפה ממושכת למיקרו-כבידה. מחקרים שבדקו את ההשפעות הפיזיולוגיות של החלל על אסטרונאוטים לאחר חודשים בתחנת החלל הבינלאומית (ISS) מצאו שינויים משמעותיים בחומר הלבן והאפור. שינויים אלו עלולים לגרום לטשטוש ראייה או אפילו להשפיע על יכולתו של אסטרונאוט ללכת בצורה נכונה. אבל אולי הדאגה הגדולה ביותר היא כיצד שינויים נוירופיזיולוגיים אלה עשויים להשפיע על קוגניציה והתנהגות. 

בהעדר כוח המשיכה של כדור הארץ, הנוזל בגוףנוטה לעלות כלפי מעלה. זה יכול להוביל לנפיחות בלתי מזיקה בפנים, אך יכולות להופיע גם בעיות קוגניטיביות אחרות כמו חוסר התמצאות וזמני תגובה איטיים.

אבוי, מחוללי כוח הכבידה המלאכותיים נטושיםאתגר לפיזיקה ידועה. במקום זאת, מבנה הירח המלאכותי יצטרך להסתובב כדי ליצור כוח משיכה באמצעות כוח צנטריפוגלי המופנה החוצה לאורך קו המשווה שלו. במקום רצפות מוערמות, רמות בית הגידול בירח מלאכותי יכולות להידמות לשכבות של בצל. בניגוד לחישוב הארצי, ראשי התושבים, ולא הרגליים, יופנו "למטה" לכיוון מרכז המגה-מבנה. גם כוח הכבידה יהיה הפוך. 

• רוֹטַציָה

סיבוב כדור הארץ נחוץ לא רק לכוח המשיכה של הכוח הצנטריפוגלי, אלא גם להפצה אחידה של אור השמש על פני כדור הארץ.

השגת הסיבוב עצמה תהיה קלה.רקטות זויות יכולות להסתובב ולשמור על המהירות הנדרשת לכוח המשיכה של כדור הארץ. רקטות גם לא צריכות לרוץ ברציפות. "מכיוון שהמבנה מסתובב בחלל, אין מה להאט אותו.

עם זאת, הסיבוב של הירח המלאכותי יוצר חדשבעיות. חלקים של המבנה הכפופים לאחד או יותר מכוח הכבידה של כדור הארץ חייבים להיות בעלי יחס חוזק-משקל גבוה מספיק כדי למנוע קריעה. לדוגמה, פלדה עשויה שלא להתאים למבנה בקוטר של 120 ק"מ, כותב Popular Mechanics. עם זאת, הסיב הסינתטי זילון, בעל יחס החוזק-משקל הידוע ביותר, חזק פי שבעה מפלדה וחזק בערך פי שניים מקוולר. הוא אורגני, כלומר מכיל פחמן. לפיכך, אסטרואידים עשירים בפחמן יהיו יעדי כרייה טובים עבור החומר הזה.

• יַצִיבוּת

למרות כל הבעיות ההנדסיות, בנהבית הגידול בחלל בהשראת כוכב המוות שלנו יהיה הרבה יותר קל מאשר לבנות העתק של כדור הארץ. אבל זה לעולם לא יוכל להשתוות לכדור הארץ השני בדבר אחד: יציבות.

כל המבנים או הרעיונות הללו למושבות סובליםמסוג פגמים משמעותיים אחד שניתן לסכם במונח אחד: חוסר יציבות. תחזוקה פעילה חיונית לשמירה על הסביבה, כמו פרמטרים מדויקים ונכונים במסלול. הם הרבה פחות יציבים מכוכב הלכת שלנו.

מה יידרש כדי לבנות כוכב לכת חדש?

אילו טכנולוגיות נצטרך כדי ליצור כוכב לכת חדש? היכן נוכל למצוא מספיק חומרי גלם לעולמנו העתידי? כמה זמן ייקח לנו להשלים את הבניין הפלנטרי הזה?

כוכבי לכת סלעיים כמו כדור הארץ נולדיםשרידי כוכב שזה עתה הוקם. הם מתחילים ככתמי אבק קטנים משערה אנושית. גרגרים אלה מתמזגים לאחר מכן לגושים גדולים יותר, הממשיכים להתנגש זה בזה עד שלאחר כמה מיליוני שנים הם הופכים לעולם ארצי חדש. בתיאוריה אנו מבינים כיצד נוצרים כוכבי לכת ביקום. אבל איך נוכל לעשות מלאכותי?

אם אנו בני האדם בנינו העתק פלנטרי ואם אוכלס אותה, נצטרך ליצור סלע עם אווירה של אוויר לנשימה, טמפרטורה נכונה, כוח המשיכה של כדור הארץ ומסלול יציב סביב השמש. וזה רק בשביל ההתחלה.

נתחיל בבנייה בבית הגידול של השמש. זה יעזור לנו לשמור על הטמפרטורה על הפלנטה המלאכותית שלנו, כמו על כדור הארץ. אך היכן ניתן להשיג את כל החומרים לבנייתו?

אסטרואידים עשויים להיראות כמקור טוב.הבעיה היא שכדור הארץ בעל מסה של למעלה מ -2,000 חגורות אסטרואידים. למערכת השמש פשוט אין מספיק אסטרואידים לבנות עולם חדש בגודל כדור הארץ.

אבל בענן אורט אולי יש מספיקחומר - נחיל של פסולת קפואה שקיים באופן היפותטי בפינות הרחוקות ביותר של מערכת השמש. אבל הענן הזה כל כך רחוק שאפילו וויאג'ר 1, שנסע במהירות של 17 קמ"ש (11 מ' לשנייה) ב-41 השנים האחרונות, לא יגיע אליו עוד 300 שנה. והוא לא יגיע לצד השני של ענן אורט במשך כ-30,000 שנה.

אתה צריך לבנות חללית מהירהלאסוף את כל האבק הזה ולכוון אותו לכיוון הנכון. בנוסף, ניתן להשתמש בירחים מכוכבי לכת אחרים. לדוגמא, כל ירחי צדק יספקו מספיק חומר בכדי ליצור כוכב לכת בגודל של כ -7% מגודל כדור הארץ. התחלה טובה, אם הם כמובן מצליחים להוציא אותם ממסלולו של ענק הגז.

עם זאת, אין צורך לבנות את עולמנו החדשבגודל כדור הארץ כדי לשחזר את אותו כוח הכבידה שאנחנו מרגישים עכשיו. עשירית מכוכב לכת ניתן לסחוט לכדור בגודל של הירח. עם זאת, יידרשו לפחות כמה מאות שנים להשלמת הבנייה.

לאחר שכל הבעיות ההנדסיות נפתרו, וכוכב הלכת המלאכותי החדש שלנו נוצר במסלול סביב השמש, כדור הארץ צריך להיות שקוע במים. לאחר האידוי שלה תופיע אווירה על כדור הארץ. ניתן להכניס חלק מפחמן הדו-חמצני הנפלט על ידי צמחים מזהמים על פני כדור הארץ. פחמן דו חמצני הוא חלק הכרחי מהאטמוספרה אליה אנו מורגלים, אך בכמויות מסוימות!

ואז על כוכב לכת חדש יש צורך לשתולצמחים. הם יצברו אט אט חמצן באטמוספירה באמצעות פוטוסינתזה. לבסוף, לאחר אלפי שנים של בניית כדור הארץ, המושבות האנושיות הראשונות ידרכו רגליהן על כדור הארץ החדש, שנוצרו על ידי ידיים אנושיות.

מה השורה התחתונה?

למרות העובדה שהוא יהיה קטן יותר בגודלו, העותק של כדור הארץ לא יהיה שונה בהרבה מהמקור: הטמפרטורה וכוח המשיכה, בדומה לאלה של כדור הארץ, יאפשרו לאנשים להתרגל אליו במהירות.

ובכל זאת יש הבדל אחד חשוב.העולם המלאכותי שלנו ידרוש תחזוקה אקטיבית - מהסביבה הפלנטרית ועד לפרמטרים של המסלול שלנו. כרגע יש הרבה שאנחנו לא יודעים על היקום. ואנחנו יכולים רק לנחש איך ייווצר בו כוכב לכת חדש. בשלב זה, אולי קל יותר לתחזק את העולם הקיים מאשר לבנות עולם חדש לחלוטין.

קרא עוד

פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?

אוראנוס קיבל את מעמדו של כוכב הלכת המוזר ביותר במערכת השמש. למה?

מכשיר מדעי SuperCam של רובר התמדה שולח תוצאות ראשונות לכדור הארץ

כוכב מוות (אנגלית)כוכב מוות) היא תחנת חלל לחימה בדיונית - מבנה אסטרו מהיקום של מלחמת הכוכבים. מצויד בכלי נשק אנרגיה סופר עוצמתיים בעלי כוח הרסני ביותר, המסוגל להרוס כוכבי לכת שלמים.

זילון הוא סימן מסחרי למספרפוליאוקסאזולים גבישיים נוזליים מחממים. חומר שרף סינטטי זה הומצא ופותח על ידי SRI אינטרנשיונל בשנות השמונים ומיוצר על ידי תאגיד טויובו. באופן כללי, הסיבים נקראים PBO. לזילון חוזק מתיחה גבוה, פי 1.6 מזה של קבלר. בנוסף, זילון קשוח יותר מפלדה.