Ташқи космик таъсир. Нимага уни қайд этишмаяпди?

Ҳар 12 000 ва 24 000 йил бизнинг сайёрамиз бевосита ядрога таъсир қиладиган ташқи космик таъсир остига тушади. Бунинг оқибатида ядро ва магма ҳаддан ташқари қизийди ва Ерда глобал фалокатларни келтириб чиқаради. Космик таъсирнинг Қуёш тизимига таъсири ҳақида нималар маълум?

Биринчи факт. Ушбу таъсир Қуёш тизимига даврий равишда ҳар 12 000 йилда келади ва ҳар 24 000 йилда у янада кучлироқ бўлади. Буни тўртламчи давр ётқизиқларининг геохронологик тадқиқотлари ва муз кернларида^{1, 2, 3} (расм 1, 2) вулқон отилишидан ҳосил бўлган кул қатламларининг таҳлили тасдиқлайди.

Расм 1. 70˚ ш. к. ва 70˚ ж.к. оралиғида милодий 2013 йилдан 100 000 кал.йилгача бўлган умумсайёравий портлашлар масштаби. Вертикал линиялар билан тахминан ҳар 12 000 йиллик интервал кўрсатилган. Расмдаги доираларнинг катталиги портлашлар кўламига мос. Катта қизил доиралар тахминан ҳар 24 000 йилда содир бўлган янада ҳалокатли портлашларга ишора қилиши алоҳида аҳамиятга эга.

Манба: Brown, S. K. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

Расм 2. Муз кернларига кўра сўнгги 40 000 йил давомидаги вулқонлар фаоллигининг шкаласи

Ҳодисаларни радиокарбонли аниқлашга асосланган ва нисбий оғиш билан ифодаланган вулқонлар отилиши сонининг хронологияси.

Манба: Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

Иккинчи факт. Космик таъсир Қуёш тизимининг барча сайёраларига таъсир қилади (батафсил маълумот «Қуёш тизимининг бошқа сайёраларидаги ўзгаришлар» бўлимида).

Учинчи факт. Ташқи космик таъсир фақатгина сайёраларнинг ядроларига таъсир қилади ва нафақат уларнинг магнит хусусиятларида («Ернинг магнит майдонидаги ўзгаришлар» бўлимига қаранг), балки сайёралар ичидаги ядроларнинг ҳолатида («Ядро сакраши» бўлимига қаранг) ҳам акс этади. Бу эса мазкур таъсир жуда улкан энергияга эга деб айтишга асос беради.

Барча айтиб ўтилган фактлардан келиб чиққан ҳолда савол юзага келади: нимага бу таъсирни ҳалигача тўғридан-тўғри қайд этишмади?

Келинг, космосдан Ер сайёрасига келадиган ва ҳозирда илм-фанга маълум бўлган барча физик таъсирларни (гравитацион, электромагнит, акустик, космик нурларнинг ва қоронғу материянинг таъсири) бирин-кетин кўриб чиқамиз. Ушбу таъсирлар ҳар 12 000 йил Ернинг ва бошқа сайёраларнинг ядроларида ўзгаришларни келтириб чиқариши мумкинми?

Сценарий 1. Гравитацион ўзаро таъсир

Фараз қилайлик, Қуёш тизими космосдан учиб кета туриб, бошқа объектлар юзага келтирган гравитацион аномалияга тушиб қолди. Унда Қуёшнинг ўзи ҳам, барча сайёралар ва уларнинг йўлдошлари ҳам ўз траекторияларини ўзгартирган бўлар эди, чунки гравитацион ўзаро таъсир бутун сайёраларга таъсир қилади. Яъни, бу таъсир нафақат ядрони, балки бутун сайёрани силжитиб юборган бўлар эди. Лекин бундай нарса содир бўлмади.

Баъзи олимлар, қўшни сайёралар ёки Юпитер каби газ гигантлари Ерга яқинлашаётганида ўзининг гравитацион майдони билан Ернинг ядросига таъсир қилиб уни силжитиши мумкин деб таъкидлашади. Аммо бизнинг сайёрамиз ядросида қайд этилган ўзгаришлар, ядронинг силжишидан эмас, балки 1995 йил⁴ унинг магнит хусусиятларини ўзгаришидан бошланган (расм 3). Ва фақат шундан кейингина, 1998 йил ядрода⁵ сакраш содир бўлган.

Расм 3. Шимолий магнит қутбининг ҳаракатланиш тезлиги (км/йил). 1995 йил шимолий магнит қутбининг силжиши кескин 3,5 баравар тезлашгани қайд этилди, йилига 15 км дан 55 км гача. Электромагнит майдон ер ядросидаги динамо-механизм ҳисобидан ҳосил бўлади. Шунинг учун магнит майдонидаги ўзгаришлар ядродаги ўзгаришларга ишора қилаётгани аниқ

Шимолий магнит қутби ҳолати ҳақида NOAA маълумотлари: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy

Масса марказининг силжиши 1995 йилдан бери ядрода содир бўлаётган жараёнларнинг натижаси бўлган. Демак, бунинг сабаби катта космик жисмларнинг гравитацион таъсири бўлиши мумкин эмас. Бундан ташқари, Қуёш тизимида сайёраларнинг бир-бирига яқинлашиш частотаси атиги бир неча ўн йилни ташкил қилади. Шунинг учун, улар ҳар 12 000 йилда бир маротаба ядродаги ҳалокатли ўзгаришларнинг сабаби бўла олмайди.

Сценарий 2. Қоронғу материя

Қоронғу материянинг ўзига хос хусусияти шундаки, у электромагнит ўзаро таъсирда қатнашмайди⁶.

Аммо у биз юқорида муҳокама қилган гравитацион ўзаро таъсирда қатнашади. Демак, у ядроларнинг ўзига эмас, балки умуман юлдузлар ва сайёраларнинг ҳаракатига таъсир қилган бўлар эди. Шунинг учун, ташқи космик таъсирни қоронғу материя келтириб чиқара олмайди.

Сценарий 3. Электромагнит ўзаро таъсир. Пульсар

Фараз қилайлик, бизнинг Қуёш тизимимиз кучли электромагнит нурланишнинг, мисол учун пульсарнинг таъсири остига тушиб қолди (расм 4).

Расм 4. Расмда пульсарнинг бадиий тасвири келтирилган. У радиотўлқинларнинг иккита нурини таратади (бинафша рангда кўрсатилган). Пульсар айланганида, радиотўлқинлар маёқ чироқлари сингари космосга таралади. Манба: NASA

Пульса́р — бу тез айланадиган, ўта кучли магнитланган нейтрон юлдузлар бўлиб, улар ўта оғир юлдузларнинг коллапси натижасида суперянги юлдузларнинг портлашидан пайдо бўлади. Пульсарлар Ерга вақти-вақти билан импульслар шаклида келадиган радио, оптик, рентген ёки гамма диапазонларида нурланиш ҳосил қилади.

Пульсарлар турли хил энергияларнинг тор йўналтирилган импульсларини ҳосил қилади. Бироқ Галактика бўйлаб ҳаракатланаётган Қуёш тизимининг йўлида бундай ноёб даврийлик билан, яъни орасидаги масафа 12 000 йилга тенг бўлган ва уларнинг ҳар иккинчиси янада кучлироқ оқим чиқарадиган пульсарлар турмайди.

Сценарий 4. Электромагнит ўзаро таъсир. Суперянги юлдуз портлаши ёки Қуёшда чақнаш

Фараз қилайлик, Қуёшда содир бўлган чақнаш натижасида Ер томон йўналган кучли электромагнит нурланиш юзага келди ёки космос қаърида ўта янги юлдузнинг портлашидан электромагнит импульс келди.

Бироқ биз, рентген нурлари ва гамма нурлари каби электромагнит нурланиш асосан атмосфера томонидан тортиб олинишини биламиз (расм 5).

Расм 5. Электромагнит тўлқинларнинг атмосфера орқали ўтиш диаграммаси. Муаллиф: NASA Расм манбаси: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

Ер юзасига электромагнит нурланишнинг фақатгина иккита тури етиб келиши мумкин: кўринадиган диапозондаги ва радио диапазондаги, лекин улар ҳам ядрога етиб бора олмайди.

Шундай қилиб, ташқи манбадан келадиган ҳеч қандай электромагнит тўлқинлар сайёра ядросининг ҳолатига таъсир қила олмайди, чунки улар Ернинг қаърига ўтмайди.

Сценарий 5. Космик нурлар

Коинотдан сайёрага таъсир қилувчи яна бир ташқи омил — бу космик нурлар. Бу юқори энергияли зарралар: протонлар, атом ядролари, нейтрино, ёруғлик тезлигига яқин тезликда ҳаракатланадиган электронлар. Улар галактикалараро, галактик ва қуёш нурларига бўлинади.

Уларнинг аксарияти Ер магнит майдонининг таъсири остида қутблар томон бурилиб, Ерни айланиб ўтади.

Зарядланган космик нурларнинг қолган зарралари атмосферада тарқалиб, иккиламчи элементар заррачалар жаласини келтириб чиқаради (расм 6). Уларнинг баъзилари Ер юзасига етиб келиши мумкин, лекин ядросигача эмас.

Расм 6. Атмосферага 20 км баландликда урган 1 ТэВ энергияли бирламчи протондан ҳосил бўлган иккиламчи элементар зарралар жаласининг компьютер модели. Кейинги расмда масштабда кўрсатилган

Иккиламчи субатом зарралар (асосан электронлар) жаласи, ер атмосферасидаги бир нечта каскадли реакциялар натижасида ҳосил бўлади. Жаланинг пайдо бўлишига эса космосдан атмосферага кирган ва ҳаво атомларининг ядролари билан реакцияга кирган бирламчи зарра сабаб бўлган.

Расм 7. Протоннинг турли заррачаларга парчаланиш жараёнини ва иккиламчи заррачалар жаласининг шаклланишини ифодаловчи схематик тасвир. Диаграммада стрелкалар билан протонлар парчаланиши мумкин бўлган ундан ҳам кичик зарралар кўрсатилган. Бу зарралар ҳар хил бўлиши мумкин: лептонлардан (мисол учун электронлар) то мезонлар ва барионларгача

Ер юзаси остига фақат икки турдаги заррачалар кириб бориши маълум: мюонлар ва нейтрино. Мюонлар бир неча юз метр чуқурликка кирганидан сўнг, акс эттирилишидан аввал секинлашиб, электрон ва нейтринога парчаланади. Мюонлар Ер ядросига етиб бормайди.

Нейтрино — коинотдан келиб Ер ядросигача етиб бориши мумкин бўлган ягона бизга маълум зарралар. Юқори энергияли нейтринонинг Ерни ички қисмига таъсир қилиш эҳтимоли юқори. Бироқ, унинг оқими ҳозир Ернинг ядросида кузатилаётган ўзгаришлар содир бўлиши учун етарлича миқдорда энергия ўтказадиган даражада катта эмас.

Кам энергияли нейтрино эса одатда материя билан ўзаро таъсир қилмаган ҳолда Ердан ўтади (расм 8).

Рис. 8. Нейтрино — коинотдаги идеал ахборот ташувчилар. (с) Irene Tamborra

Хулоса қиламиз. Маълум бўлган турли хил жисмоний таъсирлар сценарийларининг қилинган таҳлили шуни кўрсатдики, уларнинг ҳеч бири — гравитацион, электромагнит, акустик, космик нурлар ёки қоронғу материя — сайёра ядросига бевосита таъсир қила олмайди ва биз бутун Қуёш тизимида кузатаётган даврий ўзгаришларни келтириб чиқара олмайди.

Ҳозир бизда космик таъсирнинг билвосита белгилари бор, аммо уларни ўлчаш учун асбоблар керак. Аналогия сифатида касалликнинг сабабини микро даражада излаш билан боғлиқ вазиятни келтириш мумкин: биз уни ҳар доим ҳам топа олмаймиз, чунки биз барча мавжуд вируслар ва замбуруғлар ҳақида билмаймиз. Бу эса касалликларнинг сабабларини топиш учун микро даражада изланишларни давом эттириш керак дегани.

Ҳозирда юзага келган вазиятни, Қуёш тизимидаги барча сайёралар ташқи космик таъсирга дучор бўлган глобал пандемия деб таърифлаш мумкин. Ўзгаришлар ҳатто ядровий реакциялар доимий равишда содир бўладиган газ гигантларида ҳам кузатиляпди. Бу ташқи космик таъсир манбаларини тушуниш йўлида, қидирув майдонини сезиларли даражада торайтиради ва микродунё даражасида тадқиқотлар ўтказиш зарурлигига ишора қилади.

Бу ерда биз физиканинг бошқа турига дуч келамиз, унинг гипотезасини «Космик таъсир аслида нима?» бўлимида кўриб чиқишингиз мумкин. Агар олимлар ядрода тўғридан-тўғри ўлчовларни амалга ошира олганларида, улар ядровий реакторда дозани кузатишга ўхшаш истисно усулидан фойдаланишлари мумкин эди. Аммо бизда тўғридан-тўғри ядрода ўлчовлар ўтказиш имкони йўқ. Шунинг учун ҳозирги вақтда нейтрон ядродан нейтринонинг оқими бизга ядрода содир бўладиган жараёнлар ҳақида қўшимча маълумот бериши мумкин эди.

Ер юзидаги ҳалокатли ҳодисаларни олдини олиш учун, инсониятнинг энг ақлли олимлари бирлашиши ва ташқи космик таъсирни ўрганиш ва сайёрамизни ҳимоя қилиш каби мураккаб вазифанинг ечимини топиш учун зарур шарт-шароитлар яратилиши талаб этилади.

Адабиётлар рўйхати:

1. Арушанов М. Л. Иқлим динамикаси. Космик омиллар. Hamburg: LAMBERT Academic Publishing, 2023. 33-бет.

2. Brown, S. K. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

3. Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

4. Viterito, A. 1995: An Important Inflection Point in Recent Geophysical History. Int J Environ Sci Nat Res 29, 556271 (2022). https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271

5. 1997-1998 йилларда геодинамик ва геофизик ҳодисалар тенденцияларининг сакрашсимон ўзгариши. Муаллифлар: Баркин Ю. В., Смольков Г. Я. Россия Фанлар Академиясининг мухбир аъзоси В. E. Степанов таваллудининг 100-йиллигига бағишланган қуёш-ер физикаси бўйича Бутунроссия конференцияси (16 – 21 сентября 2013, Иркутск), Иркутск шаҳри, 2013.

6. Bertone, G. & Hooper, D. History of dark matter. Rev. Mod. Phys. 90, 045002 (2018). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002