सूर्य विझला तर काय होईल? विज्ञानाला पडलेला प्रश्न!

सूर्य हा पृथ्वीवरील जीवनाचा मुख्य आधार आहे. त्याच्या प्रकाशामुळे दिवस-रात्र होतात, ऋतू बदलतात, वनस्पती अन्न तयार करतात आणि संपूर्ण पृथ्वीचे हवामान संतुलित राहते. त्यामुळे "सूर्य अचानक विझला तर काय होईल?" हा प्रश्न ऐकायला काल्पनिक वाटतो. प्रत्यक्षात सूर्य एखाद्या बल्बप्रमाणे अचानक विझू शकत नाही. तरीही भौतिकशास्त्रात हा एक प्रसिद्ध Thought Experiment मानला जातो. या कल्पनेच्या आधारे शास्त्रज्ञांनी पृथ्वीवर घडणाऱ्या घटनांचा अभ्यास केला आहे. त्या निष्कर्षांवर आधारित हा लेख आहे. Earth in Space

सूर्य खरोखर अचानक विझू शकतो का?

सर्वप्रथम एक गैरसमज दूर करणे आवश्यक आहे. सूर्य हा जळणारा अग्नीचा गोळा नाही. त्याच्या केंद्रभागात हायड्रोजनचे हेलियममध्ये रूपांतर होणाऱ्या अणुसंलयन (Nuclear Fusion) प्रक्रियेमुळे ऊर्जा निर्माण होते. ही प्रक्रिया अब्जावधी वर्षांपासून सुरू आहे. ती अजूनही सुमारे 5 अब्ज वर्षे सुरू राहण्याचा अंदाज आहे. त्यामुळे सूर्य अचानक विझण्याची शक्यता विज्ञान पूर्णपणे नाकारते. भविष्यात तो हळूहळू लाल महाताऱ्यात (Red Giant) रूपांतरित होईल आणि नंतर श्वेत बटू (White Dwarf) बनेल. What If the Sun Disappeared

पहिली 8 मिनिटे पृथ्वीवर काहीच घडणार नाही

समजा, अशक्य असले तरी सूर्य एका क्षणात नाहीसा झाला. तरीही पृथ्वीवर लगेच अंधार पडणार नाही. कारण सूर्याचा प्रकाश पृथ्वीपर्यंत पोहोचण्यासाठी 8 मिनिटे 20 सेकंद लागतात. याच कालावधीत सूर्याचे गुरुत्वाकर्षणही पृथ्वीवर परिणाम करत राहील. त्यामुळे त्या 8 मिनिटांत सूर्य आकाशात नेहमीप्रमाणेच दिसेल, पक्षी उडत राहतील, वाहतूक सुरू राहील आणि कोणालाही काही वेगळे जाणवणार नाही. विश्वातील माहिती प्रकाशाच्या वेगापेक्षा जास्त वेगाने प्रवास करू शकत नसल्यामुळे हे घडते.

आठ मिनिटांनंतर पृथ्वी कायमच्या अंधारात बुडेल

सूर्याचा शेवटचा किरण पृथ्वीवरून नाहीसा होताच संपूर्ण जग अंधाराने व्यापले जाईल. त्या क्षणापासून पुन्हा कधीही सूर्योदय होणार नाही. चंद्रदेखील दिसेनासा होईल, कारण त्याचा स्वतःचा प्रकाश नसून तो सूर्यप्रकाश परावर्तित करतो. शहरांतील दिवे काही काळ उजेड देतील, पण नैसर्गिक प्रकाशाचा स्रोत कायमचा संपेल. आकाशात मात्र अब्जावधी तारे पूर्वीपेक्षा अधिक स्पष्ट दिसतील. परंतु त्यांच्यापैकी कोणताही तारा पृथ्वीला आवश्यक असलेली उष्णता देऊ शकणार नाही. मानवाच्या इतिहासात यापेक्षा भीषण रात्र कधीच आलेली नसेल.  Life Without the Sun

पृथ्वी कक्षा बदलून अवकाशात भरकटेल 

सूर्य केवळ प्रकाशच देत नाही, तर त्याचे प्रचंड गुरुत्वाकर्षण संपूर्ण सौरमालेला एकत्र बांधून ठेवते. त्यामुळेच पृथ्वी दरवर्षी सूर्याभोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण करते. सूर्य अचानक नाहीसा झाला, तर प्रकाशाप्रमाणेच त्याच्या गुरुत्वाकर्षणाचा परिणामही पृथ्वीवर 8 मिनिटे 20 सेकंदांनी संपुष्टात येईल. त्यानंतर पृथ्वी सूर्याभोवती फिरण्याऐवजी त्या क्षणी ज्या दिशेने ती प्रवास करत असेल, त्या दिशेने सरळ रेषेत अवकाशात भरकटू लागेल. विज्ञानात याला Inertial Motion असे म्हटले जाते. पृथ्वी लगेच फुटणार नाही किंवा एखाद्या ग्रहावर आदळणारही नाही, पण ती एका "भटक्या ग्रहात" (Rogue Planet) रूपांतरित होईल.

तापमान झपाट्याने घसरेल 

अनेकांना वाटते की, सूर्य नाहीसा झाला की पृथ्वी लगेच बर्फाचा गोळा बनेल. प्रत्यक्षात तसे होणार नाही. पृथ्वीच्या महासागरांमध्ये, जमिनीत आणि वातावरणात साठलेली उष्णता काही काळ टिकून राहील. पहिल्या काही दिवसांत तापमान वेगाने घसरेल आणि एका आठवड्यात जागतिक सरासरी तापमान शून्य अंश सेल्सियसच्या खाली जाईल. पुढील काही महिन्यांत ते उणे 40 ते उणे 60 अंशांपर्यंत पोहोचू शकते. साधारण एका वर्षानंतर पृथ्वीचे सरासरी तापमान उणे 70 ते उणे 100 अंश सेल्सियस दरम्यान जाण्याचा अंदाज शास्त्रज्ञ व्यक्त करतात. अशा परिस्थितीत पृथ्वीवरील बहुतेक जीवनासाठी वातावरण अत्यंत प्रतिकूल बनेल.

महासागर गोठतील, पण पूर्णपणे नाही

तापमान घटत गेल्याने सर्वप्रथम समुद्राच्या पृष्ठभागावर बर्फाचा जाड थर तयार होईल. कालांतराने हा बर्फ अनेक मीटर जाडीचा होऊ शकतो. मात्र संपूर्ण महासागर तळापर्यंत गोठतील, असे नाही. पृथ्वीच्या अंतर्भागातून सतत उष्णता बाहेर पडत असल्यामुळे समुद्राच्या अतिखोल भागात काही प्रमाणात द्रवरूप पाणी दीर्घकाळ टिकू शकते. आजही महासागराच्या तळाशी असलेल्या हायड्रोथर्मल व्हेंट्सजवळ सूर्यप्रकाशाशिवाय जीवन अस्तित्वात आहे. त्यामुळे पृथ्वीवरील सर्व जलस्रोत एका क्षणात बर्फात रूपांतरित होतील, ही कल्पना वैज्ञानिकदृष्ट्या अचूक नाही.

प्रकाशसंश्लेषण थांबताच अन्नसाखळी कोसळेल

सूर्यप्रकाशाशिवाय वनस्पती प्रकाशसंश्लेषण (Photosynthesis) करू शकणार नाहीत. काही दिवसांपर्यंत त्या साठवलेल्या अन्नावर जगतील, पण नंतर त्यांची वाढ थांबेल आणि त्या कोमेजू लागतील. वनस्पती नष्ट होऊ लागल्यावर शाकाहारी प्राण्यांना अन्न मिळणार नाही. त्यानंतर मांसाहारी प्राणीही उपासमारीमुळे नष्ट होऊ लागतील. पृथ्वीवरील जवळपास संपूर्ण अन्नसाखळी काही महिन्यांत कोलमडून पडेल. शेती, जंगल, गवताळ प्रदेश आणि महासागरातील बहुतांश परिसंस्था उद्ध्वस्त होतील. Photosynthesis Explained

मानवजातीचे अस्तित्व किती काळ टिकेल?

सूर्य नाहीसा झाल्यानंतर उघड्यावर राहणाऱ्या मानवाचे जगणे काही दिवसांपेक्षा जास्त शक्य होणार नाही. मात्र आधुनिक तंत्रज्ञानामुळे काही काळ जगण्याची शक्यता निर्माण होऊ शकते. अणुऊर्जा, भूऔष्णिक ऊर्जा (Geothermal Energy), भूमिगत आश्रयस्थाने आणि कृत्रिम प्रकाशात उभारलेली शेती यांच्या मदतीने काही लहान मानवी वसाहती काही वर्षे टिकू शकतील. परंतु पृथ्वीवरील सर्व लोकसंख्येला अशा सुविधा उपलब्ध करून देणे अशक्य आहे. त्यामुळे अखेरीस मानवी संस्कृतीचे अस्तित्व संपुष्टात येण्याची शक्यता अधिक आहे.

सूर्याशिवायही काही जीव जिवंत राहू शकतील का?

पृथ्वीवरील बहुतांश जीवसृष्टी सूर्यप्रकाशावर अवलंबून असली, तरी काही अपवाद आहेत. महासागराच्या दोन ते चार किलोमीटर खोल असलेल्या हायड्रोथर्मल व्हेंट्स (Hydrothermal Vents) परिसरात राहणारे सूक्ष्मजीव सूर्यप्रकाशाऐवजी पृथ्वीच्या अंतर्भागातून बाहेर पडणाऱ्या उष्णतेवर आणि सल्फरयुक्त रसायनांवर जगतात. या प्रक्रियेला केमोसिंथेसिस (Chemosynthesis) म्हणतात. त्यामुळे सूर्य नाहीसा झाला तरी असे सूक्ष्मजीव हजारो किंवा लाखो वर्षे टिकू शकतात, असा शास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे. यावरून पृथ्वीवरील सर्व जीवन एका क्षणात संपुष्टात येईल, असे म्हणणे अचूक ठरत नाही.

पृथ्वीच्या वातावरणाचे आणि ऑक्सिजनचे काय होईल?

सूर्य नाहीसा झाला तरी पृथ्वीचे वातावरण लगेच अवकाशात उडून जाणार नाही. कारण वातावरण पृथ्वीच्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे बांधलेले आहे. मात्र सूर्यप्रकाश नसल्याने प्रकाशसंश्लेषण पूर्णपणे थांबेल आणि नवीन ऑक्सिजन तयार होणे बंद होईल. कालांतराने श्वसन, ज्वलन आणि विविध रासायनिक प्रक्रियांमुळे वातावरणातील ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होत जाईल. त्याचबरोबर प्रचंड थंडीमुळे वातावरणातील काही वायू द्रवरूप किंवा घनरूप होण्यास सुरुवात होईल. पृथ्वीचे वातावरण पूर्णपणे नाहीसे होणार नसले, तरी ते आजच्या स्वरूपात निश्चितच राहणार नाही.

प्रत्यक्षात सूर्याचे भविष्य कसे असेल?

वर नमूद केलेल्या घटना ह्या केवळ काल्पनिक आहेत. प्रत्यक्षात सूर्य अचानक विझणार नाही. सध्या तो सुमारे 4.6 अब्ज वर्षांचा असून, तो आणखी 5 अब्ज वर्षांपर्यंत आपली साथ देईल. पण त्यानंतर त्याच्या केंद्रातील हायड्रोजन संपेल. त्यानंतर सूर्य प्रचंड फुगून लाल महातारा (Red Giant) बनेल. या अवस्थेत तो बुध आणि शुक्र ग्रहांना गिळंकृत करू शकतो. तसेच पृथ्वीचेही अस्तित्व धोक्यात येऊ शकते. पुढे त्याचे बाह्य आवरण अंतराळात विखुरेल आणि शेवटी सूर्य श्वेत बटू (White Dwarf) म्हणून अब्जावधी वर्षे अस्तित्वात राहील.

एका काल्पनिक प्रश्नातून मिळणारा खरा धडा

"सूर्य अचानक विझला तर काय होईल?" हा प्रश्न प्रत्यक्षात कधीच उद्भवणार नाही. पण त्यानंतरही या विचारप्रयोगातून विश्वातील मूलभूत नियम समजून घेण्याची संधी मिळते. प्रकाशाचा वेग, गुरुत्वाकर्षण, अणुसंलयन, हवामान, अन्नसाखळी आणि जीवन यांचे एकमेकांशी किती घट्ट नाते आहे, हे या उदाहरणातून स्पष्ट होते. सूर्य हा केवळ दिवस उजाडणारा तारा नाही, तर पृथ्वीवरील प्रत्येक श्वास, प्रत्येक हिरवे पान आणि प्रत्येक सजीवाच्या अस्तित्वाचा आधारस्तंभ आहे. त्यामुळे विश्वातील अब्जावधी ताऱ्यांमध्ये आपल्यासाठी सर्वात मौल्यवान तारा कोणता असेल, तर त्याचे उत्तर एकच, ते म्हणजे सूर्य.

संदर्भ :

Astronomy Magazine: https://www.astronomy.com/science/if-the-sun-suddenly-disappeared-it-would-take-about-eight-minutes-for-earth-to-become-dark-due-to-the-speed-of-light-how-long-would-it-take-to-feel-the-absence-of-the-suns-gravity/

• NASA – Solar System Overview: https://science.nasa.gov/solar-system/

• https://climatekids.nasa.gov/

• Encyclopaedia Britannica – Photosynthesis: https://www.britannica.com/science/photosynthesis

• NASA – Sun Facts: https://science.nasa.gov/sun/facts/

• EarthSky: https://earthsky.org/

• NOAA – Hydrothermal Vents: https://oceanexplorer.noaa.gov/

• NASA – Earth Observatory: https://earthobservatory.nasa.gov/

•