もし巨大な惑星が突然太陽系に侵入し、地球上の太陽光をすべて遮ったら、生命は絶滅してしまうのでしょうか？

この記事は、ネットユーザーからの質問に答えるものです。「もし地球が太陽系に侵入した大きな惑星からの太陽光によって遮られたら（単なる想像ですが）、地球上の生命はどうやって生き残ることができるでしょうか？」これは本当に純粋な想像上の質問です。なぜなら、そのようなことは起こり得ないからです。しかし、これは純粋に空想なので、科学的な論理に基づいて推論したほうがよいでしょう。

惑星が太陽から地球への光をすべて遮るためには、惑星が太陽と地球の軌道の間に挟まれ、地球の公転速度と太陽の関係に一致して、常に太陽と地球の間に留まらなければなりません。したがって、惑星は十分に大きく、十分に偶然の一致がなければなりません。

もし本当にそんな不思議なことが起こるとしたら、太陽光を遮るだけで起こる影響はおおよそ次のようになります。

太陽放射のエネルギーがなければ、すべての生命は枯れて死に、最終的には地球から消え去ってしまうでしょう。しかし、この消失は徐々に進行します。まず、光合成によって成長する植物が枯れて死んでしまい、食物連鎖の基盤が失われてしまいます。家を建てる時と同じように、基礎が崩れると上部構造が崩壊してしまいます。食物連鎖の観点から見ると、植物がなければ、最初に脅かされるのは微生物を含む草食動物です。食糧源がなければ、彼らはすぐに絶滅してしまうでしょう。すると、生存のために草食動物に依存している肉食動物や雑食動物も餓死し、絶滅するでしょう。

人類の科学技術文明は今日まで発展してきたと考える人もいるかもしれません。太陽光のエネルギーがなくても、地下や人工太陽光（光）の条件下で栽培や繁殖を続けることができ、それによって人間や一部の動物の生存ニーズを満たすことができます。しかし、これは単なる理想です。この理想は、ごく少数の人類を生き延びさせることはできるかもしれないが、その前に、何十億もの人類を継続的に破壊するプロセスである。

なぜなら、食べること、飲むこと、排便すること、排尿することに加えて、人々は暖かく保ち、疫病や病気に対処する必要もあるからです。太陽光がなければ、社会資源は何十億もの人々の生存ニーズを保証することができません。

さらに、太陽放射がなければ、地球は急速に冷え込み、地球全体の気温は氷点下数十度、さらにはマイナス100度や200度まで低下するでしょう。この極寒の中では、すべてが凍り付いてしまいます。地下に生態系の循環を確立できれば、人類は生き延びる希望を持つことができる。しかし、この寒さと暗闇がいつまでも続くと、希望はますます薄れていくでしょう。

おそらく、生存の方法が変化するにつれて、人類は地下文明を創造するでしょう。しかし、たとえ大規模な地下都市を建設したとしても、地球が現在の80億人を超える人口を養える可能性は低いでしょう。かろうじて1億人を維持できれば非常に良いと思います。このようにして、数年のうちに人口の90％が犠牲になるだろう。このシナリオがどんなにひどい災害になるか想像してみてください。

しかし問題は、実際の結果はこの単純な想像よりもはるかに恐ろしいということだ。

なぜなら、もし地球からの太陽光をすべて遮ることができる惑星が本当に地球に近づいたとしたら、それは地球に暗闇と寒さをもたらすだけではないからです。この惑星は地球上の太陽光をすべて遮ることができるほど大きいに違いありません。惑星の巨大な重力は太陽系全体の重力バランスを崩すでしょう。この災害は日光が遮られる前に起こるでしょう。

地球の太陽光をすべて遮るには惑星がどれくらいの大きさでなければならないかは、その惑星が地球からどれくらい離れているかによって決まります。一般的に、太陽から地球に届く光をすべて遮断するためには、地球から遠いほど、必要な円形の面積が大きくなり、惑星の体積と質量が大きくなり、重力も大きくなります。

月を例に挙げてみましょう。月が太陽を遮って皆既日食が起こると、地球上に直径約250キロメートルの影の領域が形成されます。月の直径は3,476キロメートルで、太陽光を遮って地球上にできる影の部分は月本体の直径の約14分の1です。

したがって、地球の太陽光をすべて遮るこの惑星が地球の隣にある場合、その体積は地球と同程度か、少しだけ大きい必要があります。もし月と同じくらい遠いとしたら、この惑星は月の直径の約14倍、つまり海王星と同程度の直径約48,600キロメートルの惑星になるはずです。もう少し遠ければ、木星ほどの大きさの惑星が必要になるでしょう。

太陽から約1億800万キロメートル（0.725天文単位）、地球から太陽までの直線距離の約3分の1の距離にある金星の位置で地球からの太陽光をすべて遮るには、太陽の直径の約0.3倍の惑星が必要です。太陽の直径は139万2000キロメートルで、木星の直径は太陽の直径の約10分の1です。太陽の直径の0.3倍は、木星3つを重ねた直径に相当します。

それで何が起こるでしょうか?

太陽全体が遮られ、地球は暗闇に包まれ、まもなく寒さがやって来ます。しかし問題は、人々が太陽放射を遮ることによって生じるさまざまな結果を待つことができず、災害がもっと早く起こるだろうということです。ここで、木星ほどの大きさの惑星を例にとり、それが地球に近づくと何が起こるかを見てみましょう。

木星の質量は地球の約318倍、直径は地球の約11倍、体積は地球の1,321倍です。木星が地球から月と同じくらいの距離にあるとき、その重力潮汐力は地球に大きな引き裂く力を生み出し、すぐに地球は潮汐固定され、つまり地球の片側だけが常に木星に面することになります。

強力な潮汐力により地球の海水は1000～2000メートルの高さまで引っ張られ、硬い岩石の地殻も変形し、すべての火山が目覚めて次々と噴火し、世界中で超強力な地震が次々と発生し、地球の表面全体が津波で満たされ、マグマが流れ、火山灰がまっすぐに上昇し、すぐに地球全体を覆い、世界中のすべての建物がすぐに破壊され、地球の地殻が破裂して内部の高温が大量に溢れ出し、短期間で地球の気温が急上昇します。

その時、地球全体が地獄のような恐ろしい光景に完全に陥り、この煉獄の中で生命は急速に消滅するでしょう。

たとえ、まだごく少数の人間や生命が苦しんでいたとしても、彼らは、地球の大気が木星の巨大な重力によって吸い込まれ、逃げ出すという恐ろしい結末に直面することになるだろう。地球は真空、もしくは大気が極めて薄い世界となり、酸素に依存して生きる生物はすべて窒息死するでしょう。このとき、嫌気性微生物が活発になることがあります。しかし、高温によって死滅してしまいます。

木星と地球の距離が極めて近いため、地球の通常の移動軌道は完全に変わります。地球は太陽の周りを回ることができなくなり、木星の衛星となって木星の周りを回ることになります。軌道速度が上がらなければ、地球はゆっくりと木星に引き込まれていくだろう。距離が木星のロッシュ限界（約5万6000キロから10万9300キロ）に達すると、地球は木星の強力な潮汐力によって引き裂かれることになる。破片は最終的に木星の濃い大気圏に落ち、跡形もなく飲み込まれるだろう。

惑星が地球から遠く離れている場合、太陽を完全に遮るにはより大きな体積が必要となり、それに応じて惑星の質量も増加します。地球、さらには太陽に対する重力の乱れはさらに大きくなり、その結果はより複雑で深刻なものとなるでしょう。しかし、状況がどうであろうと、地球は良くなることはないだろう。それは単に太陽光を遮るという単純な問題ではなく、生命が生き残れるかどうかという問題でもなく、地球そのものが破壊されるかどうかという問題なのです。

実際、災害はもっと早く発生することもあります。

なぜなら、もし巨大な惑星が本当に太陽系に侵入したとしても、それが地球に近づくまで上記のような結果は起こらないからです。むしろ、それが侵入した瞬間から、太陽系全体の既存の運動秩序が乱れることになる。

ご存知のとおり、太陽系の重力半径は1光年以上です。もし巨大な惑星が本当に太陽系の重力範囲に入り、地球と太陽に向かって飛んでいくとしたら、このプロセスは非常に長くなるでしょう。この惑星が太陽系の端から地球の近くまで秒速100キロメートルで飛んでも、まだ3000年かかります。この 3000 年の間に、この惑星の重力は太陽系の他の惑星の軌道にますます影響を与え、もちろん地球の軌道にも徐々に影響を与えるでしょう。

しかし、惑星の運動速度が秒速100キロメートルに達すると、太陽系の脱出速度である第3宇宙速度（秒速16.7キロメートル）をはるかに超えることになります。こうなると、太陽の重力は惑星を捕らえることができず、惑星は太陽系の中で通りすがりのものになってしまいます。 2017年に地球の近くを通過した太陽系外小惑星オウムアムアと同様に、この小惑星は太陽の周りを一周した後、振り返ることなく太陽系の外縁部に向かって飛行した。

オウムアムアは非常に小さく、長さ約400メートル、幅約40メートルの葉巻型の小惑星です。地球を通過したときの速度は秒速26.3キロメートルで、宇宙の第三速度をはるかに超えており、太陽の重力でも捕らえることはできない。しかし、オウムアムアの弱い重力は、太陽系の惑星に目に見える影響を与えることはないだろう。地球の太陽光を遮る惑星が侵入してきたら、話は別だ。

もし本当にそのような巨大な惑星が地球に向かって高速で飛んでくるとしたら、その重力は地球にますます大きな混乱を引き起こすでしょう。衝突のプロセスは非常に複雑であり、現在の人類の技術レベルではこのような災害に対処することは到底不可能です。一つ確かなことは、もしこれほど巨大な惑星が高速で地球に向かって飛来したとしたら、地球の太陽光を遮る位置に到達する前に人類は絶滅し、この奇妙な光景を見る機会はなかっただろうということだ。

これについてどう思いますか？議論を歓迎します。

これはSpace-Time Communicationからのオリジナル記事です。著者の著作権を尊重してください。読んでいただきありがとうございます。