mercoledì 28 novembre 2012

Simulazioni per ipotizzare l'evoluzione della Terra nel sistema solara


Ray Villard, per la  rivista Astrobiology presenta pensieri, esperimenti e riflessioni di noti scienziati sui misteri scientifici con una serie di possibili e ipotizzati scenari.
Questi esperimenti, sono stati usati per centinaia di anni da scienziati e filosofi per riflettere su problemi spinosi e, si affidano alla potenza della propria immaginazione per proiettare questi scenari a conclusioni logiche.                                                                                                                    Non comportano attrezzature di laboratorio o, spesso, anche dati sperimentali. Essi possono essere pensati e focalizzati. Tuttavia, come nel famoso caso di esperimenti di Einstein quando sosteneva che : ” sarebbe come chiedere un passaggio su un’onda della luce”, hanno spesso portato a importanti scoperte scientifiche.
Il Sole si trasformerà in una stella gigante rossa in 5 miliardi di anni. C’è un’immagine che confronta la dimensione del Sole oggi (punto giallo sulla sinistra) con la dimensione del Sole come possibile gigante rossa. Il destino finale della Terra tra 5 miliardi di anni sarà una spirale di morte verso il Sole. Con l'invecchiamento della Sole, la sua attrazione gravitazionale s’indebolirà, e la Terra brevemente migrerà alla distanza dell'orbita di Marte. A questa distanza, però, la Terra sarà abbastanza vicina da generare un rigonfiamento delle maree. La forza gravitazionale del rigonfiamento solare rallenterà la velocità orbitale della Terra, causando alla fine per il nostro pianeta l’avvio in spirale verso il Sole. L'attrito dai gas tenui nell’atmosfera del Sole potranno accelerare questo processo, trascinandoci irrevocabilmente verso l'interno.                                                                                                                                                                                         Ma riflettendo sulla scomparsa nel lontano futuro della Terra può essere un punto controverso per gli esseri umani, che non saranno in grado di sopravvivere ai cambiamenti del Sole a soli 1.000 milioni anni da oggi, 4 miliardi di anni prima della fine. Il Sole cuocerà la Terra con energia sufficiente da provocare l’evaporazione degli oceani e con l'anidride carbonica che si sprigionerà dalle rocce sedimentarie. Questo perché il nucleo del Sole sta diventando più caldo per reazioni di fusione e migra verso un guscio sempre in crescita attorno ad un nucleo di "cenere" di elio.                                                                          Tra un miliardo anni la Terra sarà più simile a Venere con una spessa atmosfera di anidride carbonica. Topograficamente, la superficie della Terra sarà simile a quella, oggi, di Titano. Ci saranno grandi campi di dune equatoriali e un'infarinatura di evaporazione di laghi in prossimità dei poli. I primi coloni della Terra, saranno anche i suoi ultimi abitanti superstiti. L'atmosfera terrestre si prevede diventerà come Venere in circa 1 milione di anni. Quindi abbiamo circa 1 miliardo di anni per uscire dalle città. Ma è difficile immaginare che gli esseri umani possano sopravvivere per un miliardo di anni, indipendentemente dell'evoluzione del sole. Qualsiasi numero di eventi artificiali o celesti potrebbero portare presto ad un’evoluzione tipo quella ipotizzata sul film Armageddon. La probabilità più alta per la nostra distruzione sarebbe una collisione con una cometa, perché le comete possono andare e venire in modo imprevedibile. Gli asteroidi killer sarebbero la morte della civiltà se non si svilupperanno i mezzi tecnologici per deviarli. Poi disastri causati dall'uomo potrebbero includere le nanotecnologie impazzite, piaghe causate da terroristi-ingegnerizzati che costruissero super-organismi, o l’estinzione provocata da macchine intelligenti - tra le tante catastrofi possibili ancora da immaginare.                                                                                                                                                       L'assenza di qualsiasi prova di vita intelligente nello spazio, comunemente noto come il paradosso di Fermi, suggerisce che le civiltà extraterrestri sono di breve durata, perché facilmente soccombono a catastrofi naturali o alla tecnologia-indotta, altrimenti si sarebbero fermati da noi per visitarci . L'età grande della nostra Via Lattea permette un tempo più che sufficiente per attraversare la galassia a una frazione della velocità della luce.                                                                                                                                                                       Ma cerchiamo di essere esageratamente ottimista per un attimo e pensare che l'umanità avrà la stabilità, tenacia culturale e le abilità tecnologiche di trattenersi sul nostro pianeta per i prossimi miliardi di anni. Sapendo che il nostro mondo inevitabilmente soccomberebbe all'evoluzione del Sole, una civiltà molto avanzata sulla Terra potrebbe intraprendere un progetto straordinario d’ingegneria per mantenere la Terra abitabile per i prossimi 5 miliardi di anni.                                                                                                            Uno studio condotto da DG Korycansky (Università della California) a Santa Cruz descrive un progetto ambizioso, padre di tutte le astro-ingegnerie di progetto: la Terra si trasformerebbe in una navicella spaziale. L’idea di base utilizza una cometa o un asteroide per trasferire l'energia orbitale da Giove alla Terra su un gioco vita o di morte interplanetarie, tipo palla da biliardo.                                                                                  L'orbita di un asteroide sarebbe modificata in modo da oscillare molto vicino alla Terra. Il nostro pianeta potrebbe ottenere energia da un asteroide che dovrebbe essere di almeno 100 km di diametro, e passare a 10.000 chilometri dalla Terra. Questo trasferimento di energia potrebbe aumentare leggermente il diametro dell'orbita terrestre, spingendola più lontano dal Sole.                                              Su una traiettoria in uscita, le oscillazioni degli asteroidi di Giove e ruberebbe anche energia dal moto orbitale di Giove per compensare la perdita di energia sulla Terra e ridurrebbe leggermente l'orbita di Giove. Per la Terra mantenere la distanza da "riccioli d'oro", dove la quantità di energia solare rimane costante, l'asteroide deve oscillare dalla Terra per un altro trasferimento di quantità di moto, una volta ogni 6.000 anni, secondo Korycansky.                                                                                                                                             Ma questo mega-progetto potrebbe andare storto se l'asteroide andasse fuori rotta e arasse sulla Terra. Immaginate la presentazione di una dichiarazione d’impatto ambientale per questo progetto, i governi del mondo, tanto meno lo supportano collettivamente in modo convincente.                                                        Un'altra sfida è che l'intervallo di tempo, tra i diversi incontri asteroidi, per incontrarne uno con le dimensioni buone, sinora nella storia dell'umanità non sono stati registrati. Questa civiltà potrebbe non pensarci più, o potrebbero anche visualizzare l'asteroide in arrivo come una minaccia per la Terra e distruggerlo!                                                                                                                                   Il percorso previsto dell’asteroide Apophis quando passerà vicino alla Terra nel 2029. Tale passaggio ravvicinato di questo vicino asteroide potrebbe essere, dunque, progettato per preservare l'abitabilità della Terra.                                         
Ingegneri che hanno progetto con originalità il progetto avrebbero bisogno di allestire l’asteroide con un transponder, trasmettendo un anti-messaggio crittografato che spiega la sua origine e il fine per le società future, di guardare lontano per le sorti della Terra. Provate a immaginare in un lontano futuro l’atterraggio sull'asteroide per porvi una bomba nucleare. I suoi equipaggi scenderanno su di un monolite tipo 2001 che è una capsula del tempo, magari con l'immagine della Terra incisa su di esso e che indica la posizione del continente, poiché è stato avviato il progetto. L'equipaggio ha una finestra di lancio di un paio d'ore per decidere come procedere.                     Che cosa farebbero? Il futuro della Terra è appeso in equilibrio!                                                              Tuttavia, giocherellando con la stabilità gravitazionale del sistema solare potrebbero determinare un caos interplanetario. Per cominciare, le variazioni dell'orbita di Giove potrebbero perturbare le orbite di asteroidi, precipitandoli nel sistema solare interno.                                                                                                                                         Una simulazione al computer dell'evoluzione dinamica del sistema solare di Jacques Laskar (Osservatorio di Parigi) prevede piccole possibilità del nostro sistema solare. Potrebbe diventare caotico in circa 3 miliardi di anni, anche senza il nostro armeggiare con le forze che lo tengono negli attuali assetti.                                                                                                                              Sono occorse 2501 simulazioni numeriche dell’evoluzione dinamica del sistema solare per i prossimi 5 miliardi di anni. In una simulazione, l'orbita di Mercurio diventa così eccentrica che il pianeta cade sul Sole o si scontra con Venere. In un'altra simulazione, l’eccentricità di Mercurio fa sì che il momento angolare si trasferirebbe dai pianeti giganti esterni. Questo destabilizzerebbe tutti i pianeti terrestri cominciando di 3.340.000.000 anni da ora. Nella madre di tutte le Apocalissi, si rompe Mercurio, Marte o Venere  sulla Terra.                                                                                                      In un'altra simulazione vi è un incontro ravvicinato in cui Marte passa nel raggio di 500 chilometri dalla Terra! Un evento che probabilmente cancellerebbe tutte le forme di vita superiori sulla Terra. Marte potrebbe essere fatto a pezzi dalle forze di marea in avvicinamento e le parti avrebbero un effetto di una bomba a tappeto sulla Terra. Ciò che resta di Marte potrebbero formare un anello intorno al nostro pianeta senza vita - un beffardo diadema per una Terra gettata indietro nel tempo, cioè al periodo Adeano. Somiglia alla concezione del disco di detriti che circonda la nana bianca G29-38. Tale disco potrebbero essere, infatti, i resti distrutti di un sistema planetario.
Credit: NASA / JPL-Caltech
E 'possibile testare questo scenario facendo un sondaggio a infrarossi su stelle simili al Sole molto mature che avrebbero formati i pianeti miliardi di anni fa. Eccesso d’infrarossi spiega il bagliore di un disco di detriti polverosi vicino ad una stella e che potrebbe spiegarsi con la disintegrazione di un pianeta. Circa uno su 100 sistemi censiti dovrebbero mostrare questo campo di detriti, se le simulazioni riflettono la realtà.                                                                                                                     Tuttavia, non potremmo mai essere certi se il pianeta disintegrato dalla collisione naturale, o è stato il risultato di un esperimento di migrazione di altri pianeti impazziti. Nonostante i pericoli futuri che abbiamo di fronte, è ridicolo per alcune persone di pensare la "fine del mondo" è proprio dietro l'angolo. Noi siamo l'unica specie intelligente in grado di prendere possesso del sistema solare. La nostra civiltà potrebbe con una strategia costruire artificiali mini-pianeti - essenzialmente volare città-stato - che abbiano modificato le loro orbite per migrare insieme con il Sole che si sta espandendo e si ridurrebbe la zona abitabile.                                                                                             Come la nana bianca si raffredda, la carovana degli habitat spaziali si muoverebbe verso l'interno.                                                                                                                                                             Le materie prime sarebbe raccolte da ricaduta da comete e asteroidi. Esploratori sarebbero liberi di viaggiare verso l'esterno per visitare pianeti e lune superstiti. Data la nostra passione per la sopravvivenza, forti di super-tecnologia, il futuro per l'umanità può davvero allungarsi all'infinito, al di là anche della vita del Sole.

Nessun commento:

Posta un commento