據說仙女座星系和銀河係以大約400000公里/小時的速度彼此靠近。他們將在未來40億年內在一起。
- 地球上的生命或地球上的人類會發生什麼? 40億年之後,我們應該採取多長時間進行星際航行?
- 科學家們正在從事此類項目以進行星際航行嗎?
- 我們能否獲得類似地球的東西離開這個星系/地球/太陽系,並考慮到人類儀器/宇宙飛船的速度,到安全的地方需要多長時間? ol>
據說仙女座星系和銀河係以大約400000公里/小時的速度彼此靠近。他們將在未來40億年內在一起。
地球上的生命或地球上的人類會發生什麼?
假設那時人類或生命仍然存在於地球上,他們將生存下來由於持續不斷的太陽死亡,所以銀河碰撞引起的重力攝動將一無所獲。
請記住,在大約1-2億年的時間裡,太陽會如此炎熱,大到所有的水都會從地球沸騰到太空。從現在起大約30億年,地球表面將變得如此炎熱,金屬將融化。
在這些事件中倖存下來並仍然生活在地球上的任何生命必將大步邁進。
我想,儘管如此,大多數人類將逃離地球-如果不是為了遙遠的恆星系統,那麼至少是為了我們自己系統中的行星,這些行星將為人類的生存提供足夠的熱量。 p>
如果我們將在未來40億年內發生碰撞,那麼我們應該採取多長時間採取行動,進行星際航行?
盡快。當星際航行成為可能時,我們應該開始派出船隻殖民其他行星和恆星系統。這可能會花費很長時間,但是如果我們要生存超過十億年,這是必要的。請記住,太陽和仙女座是我們可以預測的事件。我們不知道,也無法預測下一次災難性小行星撞擊,這很可能會在短於十億年的時間內發生。離開地球的原因有很多,我們應該擔心我們無法預測或看到的原因,而不是我們可以預測的原因。星際航行?
是的,但步調很小。載人航天,太空,月球和國際空間站上的生活已經提供了非常有價值的信息,這些信息將用於此類星際任務。隨著我們繼續突破太空生存能力的界限,我們最終將能夠生活在太空中,也許一生都將在太空中度過。隨著引擎技術的發展,不僅僅是將人們帶離地球的引力井,我們最終將把人們送往太陽系之外的長途航行。達到最終目標。
40億年與我們的太陽剩餘壽命相同。
因此,如果我們還沒有發明星際航行,那麼無論是否有仙女座,我們都會被搞砸。
此外,恆星在銀河系碰撞中不會彼此直接相互作用。從我們所處的幾顆恆星中我們會注意到,銀河系中心周圍的恆星軌道將被另一個星系產生的巨大引力擾動所改變。幾乎所有恆星都將從繞銀河系中心繞行的軌道轉變為繞兩個星系質心繞行的軌道。一些恆星將從新的更大星系中彈出。可以肯定地說,行星將繼續繞其恆星運行,但並不認為它們的軌道不會發生任何變化。
另一方面,從氣體相互作用到氣體相互作用,星際介質中有很多新的壓力波,這將解釋新星雲中數十億顆新恆星的形成。
首先,請注意,到仙女座足夠近以至於與流星碰撞時,地球的平均溫度將發生顯著變化,並且行星將無法識別。
當Sol為8.5時十億年以前,它仍將有氫可用於聚變,但是當它融合時會收縮並有差異地膨脹。收縮使氫聚變變得更有利,因此Sol的功率輸出將增加50%($ 6 \乘以{10} ^ {26} \ \ mathrm {W} $)和有效溫度增加3%($ 6000 \ \ mathrm {K} $)。聚變還導致Sol以驚人的速度失去質量(目前為$ 4 \ times {10} ^ 9 \ mathrm {kg / s} $);它將從融合中釋放$ 6 \ times {10} ^ {43} \ mathrm {J} $,相當於$ 7 \ times {10} ^ {26} \ \ mathrm {kg} $。那是大約一百個地球質量的太陽光,但是只有1美元\超過3000美元的Sol的質量。地球的引力成比例地減少,因此地球的軌道平均每十億年可擴展$ 3000 \\ mathrm {km} $。其他引力效應可能會改變地球的平均距離,最高可達$ 6 \乘以{10} ^ 5 \ \ mathrm {km} $,相當於一個天文單位的4‰。由於重力降低,Sol外層的膨脹將使其半徑增加20%,即$ 3 \ times {10} ^ 5 \ \ mathrm {km} $。這樣,地球也將獲得近50%的電力。
地球與溶膠的能量平衡給出了預期的表面溫度:
$$ \ begin {align} \ bar {a } = & 0.7 & \ small \ text {(平均吸收)} \\ P_p = & 1366 \ \ mathrm {W / m ^ 2} & \ small \ text {(目前入射在地球上的平均太陽通量)} \\ P_f = & P_p \ cdot 1.5 \ approx 2000 \ \ mathrm {W / m ^ 2} & \ small \ text {(將來)} \\\ sigma = & 5.670373 \ times {10} ^ {-8} \ \ mathrm {W / m ^ 2 / K ^ 4} & \ small \ text {(Stefan-Boltzmann常數)} \\\\ T_p ^ 4 = & \ frac {\ bar {a} P_p} {4 \ sigma} \ \ \ approx & \ frac {0.7 \ cdot 1366 \ \ mathrm {W / m ^ 2}} {2.268149 \ times {10} ^ {-7} \ \ mathrm {W / m ^ 2 / K ^ 4}} \\ \ approx & 4.2 \ times {10} ^ 9 \ \ mathrm {K ^ 4} \\ T_p \ approx & 250 \ \ mathrm {K} \\\\ T_f \ approx & T_p \ cdot {1.5} ^ {1 / 4} \ approx T_p \ cdot 1.11 \\\ approx & 280 \ \ mathrm {K} \ end {align} $$
由於地球上的平均表面溫度不是$ -20 \ \ mathrm { °C} $-現在是$ + 15 \ \ mathrm {°C} $,已經比無空氣的未來高出$ 8 \ \ mathrm {K} $。我們可以看到大氣層在保暖方面起著重要作用。假設不斷增加的冷卻需求不會導致大氣保留更多的熱量,那麼平均表面溫度可望升至$ 50 \ mathrm {°C} $。
現在南極的平均溫度在冬季為$ 240 \\ mathrm {K} $,夏季為$ 270 \\ mathrm {K} $。可以預期它們分別上升到$ 270 \\ mathrm {K} $(略低於凍結)和$ 300 \\ mathrm {K} $(遠高於凍結),這是最佳情況。南極洲將融化。這將導致海平面上升的最大部分(60%),總計大約$ 100 \ \ mathrm {m} $。
如果地球從現在起仍然居住40億年,那就是地球極不可能從仙女座墜入恆星。
空間很大。真的很大您只是不敢相信它是如此之大,巨大,令人難以置信。
—道格拉斯·亞當斯(Douglas Adams),銀河系漫遊指南
銀河系的直徑約為100,000光年,其中包含約4000億顆恆星。仙女座更大更密;它可能有1萬億顆恆星,直徑14萬光年。它相距250萬光年,但看起來比Sol大六倍。
$$ \ begin {align} d_M \ approx & \ frac {4 \ times {10} ^ {11} \ \ mathrm { stars}} {{10} ^ {10} \ pi / 4 \ \ mathrm {{ly} ^ 2}} \\\大約& 50 \ \ mathrm {stars / {ly} ^ 2} \\\\ d_A \ approx & \ frac {{10} ^ {12} \ \ mathrm {stars}} {2 \ times {10} ^ {10} \ pi / 4 \ \ mathrm {{ly} ^ 2}} \\\大約& 60 \ \ mathrm {stars / {ly} ^ 2} \\\ end {align} $$
如果兩個星系簡單地疊加,則每平方光年大約有一百顆星,沿著旋轉軸無限遠地觀察。但是,從仙女座看來,銀河係是2:1的橢圓形,而我們將仙女座看作是3:1的橢圓形。將兩者投影到垂直於其中心黑洞之間的直線的平面上,將給出一個重疊區域,尺寸在$ 50 \ times 50 \ \ mathrm {{kly} ^ 2} $和$ 50 \ times 100 \ \ mathrm之間{{kly} ^ 2} $,其中最多有一半是銀河系。由於距銀河系中心約27,200光年,所以Sol很可能捲入了碰撞。
但這並不意味著地球將靠近另一顆恆星,Sol可能會碰撞,否則太陽係將被破壞。
從概率上考慮最壞的情況(整個銀河系在它們的第一次通過時就穿過仙女座),恆星有一條平均的自由路徑。碰撞星系的實際恆星密度為:
$$ \ rho \約1.4 \ times {10} ^ {12} \ \ mathrm {stars} \ / \ V_ {A \ cup M} $ $
,其中兩個星系的體積的並集將是一個非常複雜的表達式。 非常大致,它們的體積可以描述為連接的圓錐體,而忽略了它們的球狀暗物質光環(大多數無害)。
$$ \ begin {align} \ rho \ approx & \ frac {1.4 \ times {10} ^ {12} \ \ mathrm {stars}} {\ left(\ frac {1} {2} \ cdot \ left({10} ^ 3 \ \ mathrm {ly} \ cdot {10} ^ {10} \ pi / 4 \ \ mathrm {{ly} ^ 2} +1.4 \ times {10} ^ 3 \ \ mathrm {ly} \ cdot 2 \ times {10} ^ {10} \ pi / 4 \ \ mathrm {{ly} ^ 2} \ right)\ cdot \ frac {1} {3} \ right)} \\\ approx & 0.28 \ \ mathrm {stars / {ly} ^ 3} \\ \\ V_ \ star \ approx & 3.6 \ \ mathrm {{ly} ^ 3} \\\\ r_ \ star \ approx & {\ left(V_ \ star \ cdot \ frac {3} {4 \ pi} \ right )} ^ {1/3} \\ \ approx & 0.95 \ \ mathrm {ly} \ end {align} $$
在1.9光年的距離裡,Betelgeuse看起來很像火星。如果我們假設災難的後果是一顆離日球直徑更近的恆星(約200 AU),那麼:
$$ \ begin {align} m = & \ frac {1 \ \ mathrm {star} } {\ rho \ cdot \ pi \ cdot 4 \ times {10} ^ 4 \ \ mathrm {{AU} ^ 2}} \\\ approx & 1.1 \ times {10} ^ {21} \ \ mathrm {m} \\\ approx & 7.2 \ times {10} ^ 9 \ \ mathrm {AU} \\\ approx & 1.1 \ times {10} ^ 5 \ \ mathrm {ly} \ end {align} $$
平均而言,一顆恆星在掠過另一顆恆星之前可以走11萬光年,略小於仙女座的直徑。在仙女座星系中,不接近200 AU星系的銀河系恆星比例至少為$ 1 / e ^ {1.4 / 1.1} \約100/400 \ \ mathrm {billion \ stars} $。為了使地球接近另一顆恆星(一個Betelgeuse半徑)的4 AU之內,它的行進距離至少要長2500倍,這在300 km / s的相對速度下將花費$ 9 \ times {10} ^ {18} \ \ mathrm {s} \約300 \ \ mathrm {billion \ years} $。
由於銀河系和仙女座中物體的密度相對較低,恆星與行星之間發生直接碰撞的可能性極小。例如,太陽附近的恆星密度僅為每立方光年0.004顆恆星。
問題在於物體之間的引力相互作用並不低。最終通過太接近其他系統的恆星可能會擾亂行星,小行星和彗星的軌道,如果我們仍在周圍,這可能會成問題。我推測行星和其他物體會隨處扔掉,並且該系統可能會變成一個射擊場。
通常,當兩個星系相撞時,氣體彼此相互作用。由於恆星之間的距離很大,恆星相互撞擊的機率幾乎為零。互相撞擊的行星也是如此。
發生這種情況的時間尺度是如此之大,以至於我們的頭腦很難理解這些距離(以及這些過程發生的時間尺度),而到那時,可能已經發生了許多其他事情,改變了我們太陽系的狀況,因此很難預測人類將會發生什麼。例如,隕石撞擊像是殺死恐龍的撞擊,可能會從現在開始殺死十億年的地球上所有生命,因此,當仙女座與銀河系相互作用時,我們甚至都不在那裡看到人類生活發生了什麼。
如果太陽寬10厘米,那麼半人馬座Alpha將會在3200公里之外。 1
如果太陽是橙色,終止衝擊是太陽系的最強邊界,在該邊界處星際風比太陽風更強,直徑約為1公里。不同的恆星不會傾向於互相干擾對方的終止衝擊邊界。您甚至看不到另一顆靠近太陽系的恆星的地球溫度變化。
如果我們銀河系中最密集的部分的恆星密度是我們附近地區的3000倍,在最密集的場景中,談論的是一團橙子,每個橙子相距一公里。
最有可能是相隔3000公里的橘子云的劇烈碰撞,如果太陽是橙色的話,總共將達到1000萬公里。
Wiki說,即使有兩顆恆星碰撞的可能性也可以忽略不計。
星系的碰撞不會與已經存在的生活相比,改變了將生活帶離地球的挑戰。如果我們人類測得的身高為1.4埃,我們已經必須穿越32000公里到達附近的十二顆恆星...阿爾法半人馬座將相距3200公里。
https://en.wikipedia。 org / wiki / Andromeda%E2%80%93Milky_Way_collision#Stellar_collisions
1- http://www.wolframalpha.com/input/i=%281mm%2Fearth+diameter+% 29 + * alpha + centauri + distance