Predstavte si úplne obyčajný deň.
Slnko svieti, ľudia idú do práce, lietadlá križujú oblohu a rastliny premieňajú slnečné svetlo na energiu.
A potom Slnko zhasne.
Nie vybuchne. Nezmizne. Jednoducho prestane vydávať svetlo a teplo.
Čo by sme videli ako prvé? Okamžitú tmu? Zamrzli by sme za pár minút? Prestala by Zem obiehať okolo Slnka?
Odpoveď je zvláštnejšia, než sa môže zdať.
Prvých približne 8 minút a 20 sekúnd by sme si totiž nevšimli absolútne nič.
Prvých 8 minút a 20 sekúnd by bol svet úplne normálny
Svetlo sa síce pohybuje neuveriteľnou rýchlosťou, ale nie nekonečnou.
Zem je od Slnka vzdialená približne 150 miliónov kilometrov a svetlu trvá cesta medzi nimi asi 8 minút a 20 sekúnd.
Ak by teda Slnko zhaslo presne teraz, ešte viac než osem minút by na Zem prichádzalo svetlo, ktoré opustilo jeho povrch predtým.
Ľudia na pláži by sa opaľovali.
Solárne panely by vyrábali elektrinu.
Rastliny by pokračovali vo fotosyntéze.
Nikto by netušil, že sa práve stalo niečo katastrofálne.
Potom by dorazil posledný lúč.
A nastala by noc.
Celá Zem by sa ponorila do tmy
Nebolo by to však ako bežná noc.
Mesiac by prakticky prestal svietiť, pretože sám žiadne viditeľné svetlo nevytvára. Vidíme ho hlavne preto, že odráža slnečné svetlo.
Rovnako by výrazne zmizli planéty, ktoré na nočnej oblohe vidíme vďaka odrazenému svetlu Slnka.
Hviezdy by však zostali.
Obloha by teda nebola absolútne čierna. Bola by plná hviezd — len bez jediného prirodzeného zdroja denného svetla.
Mestá by sa na čas rozsvietili umelým osvetlením a z vesmíru by bola Zem stále posiata svetlami civilizácie.
Aspoň dovtedy, kým by fungovala elektrická sieť.
Zem by nezamrzla okamžite
Jedna z najčastejších predstáv je, že po zhasnutí Slnka by planéta zamrzla prakticky okamžite.
Nie.
Zem obsahuje obrovské množstvo nahromadeného tepla.
Predovšetkým oceány fungujú ako gigantická tepelná batéria. NOAA upozorňuje, že oceány absorbujú a ukladajú veľkú časť slnečnej energie a významne stabilizujú klímu.
Navyše atmosféra, pôda, budovy aj samotné oceány by stále vyžarovali energiu, ktorú predtým absorbovali.
Takže prvé sekundy by ste nepocítili nič.
Ani po hodine by svet nevyzeral ako Antarktída.
Ale ochladzovanie by sa už začalo.
Po niekoľkých dňoch by začal prichádzať poriadny mráz
Za normálnych okolností Zem v priemere absorbuje približne 240 wattov slnečnej energie na každý štvorcový meter planéty.
Táto energia poháňa klímu, zohrieva oceány, umožňuje odparovanie vody a živí fotosyntézu.
Po zhasnutí Slnka by tento prísun energie spadol prakticky na nulu.
Planéta by však ďalej vyžarovala teplo do vesmíru.
Výsledok je jasný:
Zem by neustále chladla.
Planetárny vedec David Stevenson z Caltechu odhadol, že v priebehu dní až približne týždňa by pri takomto hypotetickom scenári priemerná povrchová teplota klesla pod bod mrazu slanej oceánskej vody a povrch morí by začal zamŕzať.
Samozrejme, neznamená to, že by každé miesto na Zemi malo presne rovnakú teplotu.
Pevnina by chladla podstatne rýchlejšie než obrovské masy oceánov.
Po zhasnutí svetla by sa prakticky zastavila fotosyntéza
Toto by bol jeden z najdôležitejších problémov pre život.
Rastliny, riasy a fytoplanktón využívajú energiu slnečného žiarenia na fotosyntézu. Z oxidu uhličitého a vody vytvárajú organické látky, ktoré stoja na začiatku obrovskej časti potravových reťazcov.
Keď zmizne svetlo, produkcia prostredníctvom fotosyntézy sa zastaví.
To však neznamená, že všetky stromy o desať minút odpadnú na zem.
Rastliny majú zásoby energie a rôzne druhy by prežívali rôzne dlho.
Problémom by bola kombinácia dvoch vecí:
nedostatok svetla a prudko klesajúca teplota.
Poľnohospodárstvo pod otvorenou oblohou by bolo prakticky odsúdené.
Nezadusili by sme sa však o týždeň
Ďalší populárny mýtus znie:
„Keď rastliny prestanú vyrábať kyslík, ľudia sa okamžite zadusia.“
Nie.
V atmosfére sa nachádza obrovské množstvo kyslíka. Jeho zásoba by nezmizla zo dňa na deň ani v priebehu niekoľkých týždňov.
Na povrchu Zeme by nás chlad, kolaps potravového systému a infraštruktúry zlikvidovali oveľa skôr než nedostatok kyslíka.
Takže naháňať sa posledný deň po lese a objímať strom kvôli poslednej molekule O₂ by nebolo potrebné.
Strom by navyše už pravdepodobne mrzol spolu s vami.
Po niekoľkých týždňoch by sa planéta menila na ľadový svet
S pokračujúcim ochladzovaním by zamŕzali jazerá, rieky a postupne aj povrchové vrstvy oceánov.
To však prináša jednu zaujímavú vec.
Ľad je dobrý tepelný izolant.
Keď sa na oceáne vytvorí hrubá vrstva ľadu, začne chrániť vodu pod sebou pred ďalším rýchlym únikom tepla.
Takže oceány by sa nezmenili na jednu obrovskú kocku ľadu za pár týždňov.
Na povrchu by bol extrémny mráz, ale kilometre hlboké oceány by si uchovali teplo podstatne dlhšie.
Caltech odhaduje, že úplné zamrznutie najhlbších častí oceánov by mohlo trvať približne tisíce rokov.
Pod ľadom by preto ešte veľmi dlho mohla existovať tekutá voda.
Po roku by už bola Zem pre človeka na povrchu extrémne nehostinná
Tu začínajú byť čísla dosť brutálne.
Stevensonov odhad uvádza, že približne po roku bez slnečného žiarenia by mohla povrchová teplota klesnúť niekam pod 200 kelvinov, teda približne pod –73 °C.
Netreba toto číslo chápať ako presnú predpoveď pre každú časť planéty.
Ide o hypotetický model extrémne nereálneho scenára.
Ale rádovo ukazuje, aký obrovský problém by nastal.
Bežný život na povrchu by už prakticky neexistoval.
Oceány by boli pokryté ľadom.
Atmosférické procesy by sa zásadne zmenili.
A väčšina dnešných ekosystémov by skolabovala.
Počasie by postupne začalo umierať
Slnko nepoháňa iba teplotu.
Poháňa prakticky celý klimatický stroj.
Rozdielne zahrievanie zemského povrchu vytvára tlakové rozdiely, vietor a atmosférickú cirkuláciu. Slnečné žiarenie poháňa odparovanie vody, oblaky aj veľkú časť vodného cyklu. NASA označuje Slnko za hlavný zdroj energie klimatického systému Zeme.
Bez neho by spočiatku ešte existoval vietor a počasie vďaka zvyškovému teplu.
Postupne by však energetické rozdiely slabli.
Odparovanie oceánov by dramaticky kleslo.
Vodný cyklus, ako ho poznáme dnes, by sa takmer zastavil.
Z dlhodobého hľadiska by sa Zem stala temným, zamrznutým a oveľa pokojnejším svetom.
Elektrina by nezmizla spolu so Slnkom
Solárne elektrárne by samozrejme prestali fungovať okamžite po príchode posledného slnečného svetla.
Ale jadrové, vodné, uhoľné, plynové či geotermálne elektrárne by nezhasli automaticky.
Aspoň spočiatku.
Najväčším problémom by sa postupne stal celý systém okolo nich.
Doprava paliva, zamŕzajúca infraštruktúra, kolabujúce siete, chladenie zariadení, zásobovanie ľudí a údržba.
Ľudstvo by však teoreticky stále malo energetické zdroje nezávislé od Slnka.
A práve tie by predstavovali našu najlepšiu šancu na prežitie.
Ľudia by pravdepodobne zamierili pod zem
Ak by sme o katastrofe vedeli dopredu a mali čas sa pripraviť, život na povrchu by prestal byť najlepšou možnosťou.
Prežitie by dávalo väčší zmysel:
v hlbokých podzemných komplexoch, pri jadrových zdrojoch energie alebo v oblastiach s dostupnou geotermálnou energiou.
Rastliny by bolo možné pestovať pod umelým osvetlením.
Vodu by bolo možné recyklovať.
Elektrinu by dodával jadrový alebo geotermálny zdroj.
Technologicky by teda malá časť ľudstva mohla prežívať podstatne dlhšie než ľudia odkázaní na dnešný život na povrchu.
Ale už by to nebola civilizácia ôsmich miliárd ľudí.
Život by úplne nezmizol
A tu prichádza zaujímavá časť.
Nie všetok život na Zemi potrebuje Slnko priamo.
Hlboko na dne oceánov existujú ekosystémy okolo hydrotermálnych prieduchov, ktoré využívajú chemickú energiu pochádzajúcu z vnútra Zeme.
Podzemné mikroorganizmy môžu existovať kilometre pod povrchom.
Zem má totiž stále vlastný zdroj tepla.
Jej vnútro zostáva horúce vďaka energii zachovanej od vzniku planéty a rádioaktívnemu rozpadu prvkov.
Takže aj keď by povrch zamrzol, mikrobiálny život by mohol na určitých miestach prežívať veľmi dlho.
Zem by sa nikdy neochladila úplne na teplotu vesmíru
Planéta má svoje vlastné vnútorné teplo.
Je ho však v porovnaní so slnečným žiarením strašne málo.
Po veľmi dlhom čase by Zem smerovala k stavu, v ktorom by teplo prichádzajúce z jej vnútra zodpovedalo energii vyžarovanej do vesmíru.
Odhady naznačujú výslednú povrchovú teplotu iba niekoľko desiatok kelvinov — približne –240 °C.
Dosiahnutie takého stavu by však trvalo milióny rokov.
V tom čase by už bola atmosféra úplne iná a časť jej plynov by zamrzla na povrchu.
Zem by pripomínala skôr temnú ľadovú planétu putujúcu vesmírom.
Prestala by Zem obiehať okolo Slnka?
A teraz dôležitý rozdiel.
Ak Slnko iba prestane svietiť, ale jeho hmota zostane na mieste, Zem by ďalej normálne obiehala.
Gravitácii je jedno, či Slnko svieti alebo nie.
NASA dokonca uvádza, že keby bolo Slnko nahradené čiernou dierou s úplne rovnakou hmotnosťou, planéty by zostali na rovnakých obežných dráhach — iba by nám bola poriadna zima.
Úplne iný scenár by nastal, keby Slnko magicky zmizlo aj so svojou hmotou.
Keby Slnko úplne zmizlo, Zem by letela vesmírom
Ani vtedy by sme zmenu nepocítili okamžite.
Podľa všeobecnej relativity sa informácia o zmene gravitačného poľa šíri maximálne rýchlosťou svetla.
NASA vysvetľuje, že keby Slnko magicky zmizlo, Zem by ešte približne osem minút pokračovala po svojej pôvodnej dráhe.
A potom by prestala byť gravitačne viazaná na Slnko a pokračovala by približne po priamke tangenciálnej k svojej dovtedajšej obežnej dráhe.
Stala by sa z nej túlavá planéta.
Čiže:
zhasnuté Slnko = Zem ďalej obieha.
zmiznuté Slnko = Zem odletí do medzihviezdneho priestoru.
Mohlo by Slnko v skutočnosti jednoducho zhasnúť?
Nie.
Aspoň nie spôsobom, akým vypneme žiarovku.
Slnko je obrovská guľa plazmy s hmotnosťou približne 333-tisíckrát väčšou než Zem. Jeho jadro produkuje energiu jadrovou fúziou a tento proces bude pokračovať ešte približne päť miliárd rokov.
Dokonca ani hypotetické okamžité zastavenie jadrovej fúzie v samotnom jadre by neznamenalo, že povrch Slnka o sekundu prestane svietiť.
NASA uvádza, že energii vytvorenej v slnečnom jadre môže trvať viac než milión rokov, kým sa dostane k povrchu a je vyžiarená do vesmíru.
Naše „vypnutie Slnka“ je teda čisto myšlienkový experiment.
Našťastie.
Najväčšie prekvapenie: ľudstvo by nezomrelo za osem minút
Prvých osem minút by sme ani nevedeli, čo sa stalo.
Potom by prišla večná noc.
V priebehu dní by nastalo prudké ochladzovanie.
V týždňoch by začal kolabovať povrchový ekosystém.
V nasledujúcich mesiacoch a rokoch by sa planéta menila na ľadový svet.
Ale život ako taký by nezmizol okamžite.
Hlboko pod ľadom a pod zemou by mohli niektoré organizmy prežívať tisíce, možno omnoho viac rokov.
A dostatočne technologicky pripravená skupina ľudí?
Tá by teoreticky mohla prežiť tiež.
Nie pod modrou oblohou.
Ale hlboko pod povrchom, pri svetle lámp napájaných energiou, ktorá už so Slnkom nemá nič spoločné.
A možno práve tento experiment najlepšie ukazuje, aké nenápadné je niečo, čo považujeme každý deň za samozrejmosť.
Takmer všetko, čo sa deje na povrchu našej planéty, je v konečnom dôsledku poháňané hviezdou vzdialenou 150 miliónov kilometrov.
