El futuro lejano de nuestro sistema solar.

Si llevamos la historia del Universo desde el momento del Big Bang hasta nuestros días a la escala de "un año universal", ¿cómo sería nuestro futuro?

Para amar algo, debes imaginar que puedes perderlo.
- G.K. Chesterton

Uno de los hechos más interesantes relacionados con el Universo es que, a pesar de un breve período de observación de solo unos pocos cientos de años, las personas que estudiaron los principales componentes y fuerzas que nos componen a nosotros y al resto del Universo pudieron comprenderlo con precisión.



Las leyes de la naturaleza se entienden casi por completo. Sabemos que la edad de nuestro universo es de aproximadamente 13.8 mil millones de años, a pesar de que la duración de nuestras observaciones varió desde unas pocas fracciones de segundo hasta varios años. Nuestros estudios de las leyes de la naturaleza nos permiten observar la lejana historia del Universo y comprender lo que fue hace 13.800 millones de años y cómo llegó a ese estado.



Esto es aún más impresionante si cambiamos al pensamiento logarítmico. En el pasado lejano del Universo, cuando tenía solo 380,000 años, todavía hacía demasiado calor para que se formaran átomos neutros. Esto lo vemos en el resplandor residual del Big Bang, ¡en la radiación relicta! Esto fue en un momento en que la edad del Universo era 0.0028% de la actual, o 1/36 300 de la edad actual.



Podemos extrapolar aún más, en un momento en que aparecieron los primeros núcleos de átomos en el Universo, cuando teníamos solo 200 segundos de edad, o 4 × ^{10-16 de la} edad actual. E incluso antes hacía tanto calor que los pares de materia / antimateria nacieron espontáneamente cuando la edad del Universo era de ^{10-18 años.} , , , , , , , 10^-28 ,



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• 1 0:14 ,
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• 13 de enero, la galaxia más lejana que vemos emite luz
• Las estructuras a gran escala comienzan a formarse el 14 de febrero
• Los primeros cúmulos galácticos formados aparecen el 6 de marzo
• El Sol y el disco protoplanetario se forman el 3 de septiembre • Las
primeras formas de vida aparecen en la Tierra el 21 de septiembre
• Marte muere el 12 de octubre, perdiendo atmósfera
• el 2 de diciembre aparecen los primeros organismos que se reproducen sexualmente en la Tierra
• el 30 de diciembre a las 6:25 a.m. ocurre la última Gran extinción, incluidos los dinosaurios
• 31 de diciembre a las 23:53 primeras personas
• 31 de diciembre a las 23:59:59 personas van al espacio

Pero esta imagen solo cuenta la historia pasada. ¿Qué hay de nuestro futuro? Como dijo el famoso físico Niels Bohr, es muy difícil hacer predicciones, especialmente con respecto al futuro.

Puedo decir que nada particularmente agradable nos espera. Personalmente, viviré hasta las 00:00: 00.1 del 1 de enero del "Segundo Año Ecuménico". Las constelaciones que conocemos serán más o menos reconocibles hasta las 0:02, y en unos minutos comenzará la próxima edad de hielo.



Pero todo esto sucede tan rápido debido a la fuerte compresión de la línea de tiempo. ¿Por qué distraerse con eventos tan pequeños si podemos pensar en grande? Nuestras leyes de la física nos permiten extrapolar no solo al pasado, sino también al futuro. Y podemos comenzar con el objeto angular más grande en nuestro cielo nocturno: la galaxia de Andrómeda.


Cómo colisionan la Vía Láctea y Andrómeda

Después de 3-5 mil millones de años, la galaxia de Andrómeda (y, muy posiblemente, la galaxia del Triángulo más pequeña) se fusionará con la Vía Láctea, lo que conducirá a un cambio radical en la estructura de nuestra galaxia y el cielo nocturno. Ahora está a 2.5 millones de años luz de nosotros, pero se está moviendo hacia nosotros a una velocidad de 43 km / s, y a juzgar por las mejores simulaciones, la primera colisión y formación explosiva de estrellas (cuarto cuadro en la imagen de arriba) sucederá en 3, 8 mil millones de años, o el 10 de abril, "el segundo año ecuménico". Terminará en 5.500 millones de años, es decir, el 25 de mayo.



Debido a la gravedad, el grupo local de galaxias se fusionará con nosotros como resultado, pero debido a la energía oscura, todas las demás galaxias y cúmulos, que no están relacionados con nosotros hoy, huirán de nosotros y dejarán la parte observable del Universo en miles de millones o cientos de miles de millones de años.

Pero ni la expansión acelerada del Universo, ni la colisión de galaxias afectarán a nuestro sistema solar. Por cierto, ¿sabes cuántas estrellas pueden chocar entre sí debido a la fusión de las dos galaxias más grandes de nuestro grupo local? ¡Solo seis piezas, de un billón! Así que mejor nos enfocamos en nuestro rincón del cosmos en el sistema solar y vemos qué sucede específicamente con nosotros.



El sol se calentará con la edad y hervirá los océanos en aproximadamente 1-2 mil millones de años, es decir, 8 de febrero, 2 años, más o menos 2 semanas, y destruirá la vida en la Tierra. En 5-7 mil millones de años, el combustible en el núcleo del Sol terminará, por lo que se convertirá en un gigante rojo, absorbiendo Mercurio y Venus. Esto sucederá el 8 de junio, más o menos un mes. Debido a las peculiaridades de la evolución estelar, el sistema Tierra / Luna será expulsado y nos ahorraremos el destino de nuestros vecinos internos.



Después de quemar el combustible nuclear restante, principalmente helio, el Sol dejará caer las capas superiores, lo que hará que aparezca una nebulosa planetaria, y su núcleo se encogerá y se convertirá en una enana blanca. Tal es el destino de casi todas las estrellas en nuestro universo. Pero los planetas seguirán girando en torno al frío y aburrido cuerpo de estrella, y este proceso terminará en 9.500 millones de años, o el 8 de septiembre, dos años.



Todo este tiempo la Tierra continuará girando alrededor del Sol, y la Luna se sentirá atraída por la Tierra. Es por esto que hay un momento de rotación, debido a la influencia de una fuerza externa sobre un objeto giratorio. Como resultado, la Luna se alejará de la Tierra, al mismo tiempo que disminuirá la velocidad de su rotación. La desaceleración será difícil de notar: la duración del día se reduce en solo 1,4 milisegundos en cien años. Pero tenemos tiempo.

Y después de 50 mil millones de años, el período orbital de la luna será de 47 días (en comparación con los 27.3 de hoy), y nuestro día de 24 horas también se ralentizará y será igual a 47 hoy. En este momento, la Tierra y la Luna estarán conectadas mutuamente, es decir, mantendrán la misma posición en el cielo entre sí. Esto sucederá el 14 de agosto del quinto año universal.



Las enanas blancas eventualmente se volverán negras, enfriándose y emitiendo toda la energía. Tomará mucho tiempo: unos 10 ¹⁶ años según mis estimaciones, o aproximadamente un millón de veces más que la edad actual del Universo. Todos sus átomos estarán en su lugar, solo que su temperatura será ligeramente más alta que el cero absoluto. En este momento, el cielo nocturno será negro, porque todas las estrellas de nuestro grupo local se quemarán. ¡Esto sucederá en aproximadamente 724,000 años universales!


El cielo se verá más o menos así. Si, muy oscuro.

La galaxia se convertirá en un lugar bastante cruel. Las estrellas son extremadamente pequeñas en comparación con las distancias entre ellas; solo hay un 0.1% de posibilidades de que una estrella como el Sol durante su existencia choque con otra estrella. Pero entre nosotros, Andrómeda y otros miembros del grupo local, hay alrededor de un billón de estrellas y restos estelares. En este caos, puede existir un sistema estelar típico durante mucho tiempo sin colisiones con nada, pero tenemos tiempo.



Después de aproximadamente 10 ²¹años, una enana negra en el centro del sistema solar colisionará con otra enana negra, lo que dará lugar a la aparición de una supernova de tipo Ia y destruirá los restos del sistema solar. Esto sucederá aproximadamente en el año universal número 100 mil millones, que en los años universales ya es mayor que la edad actual del Universo en los años terrenales.



Al menos puede suceder. Este puede ser el final del camino de la vida de muchas estrellas de nuestro grupo local, pero no todas. Después de todo, hay otro proceso que, según mis cálculos, es más probable en nuestro caso: esta es la emisión gravitacional de una estrella de un grupo local, conocida como "relajación violenta". En presencia de muchos cuerpos en órbitas caóticas, a veces uno de ellos abandona abruptamente la órbita, y los otros resultan estar aún más conectados.

¡Esto ocurre periódicamente en cúmulos globulares y explica tanto su compacidad como la gran cantidad de estrellas azules que viven por separado, o estrellas viejas agrupadas, en el núcleo de estas reliquias antiguas!



Si nos tiran, ¿entonces qué? ¿Girarán los planetas restantes alrededor de una estrella muerta en el centro del sistema solar para siempre?



Si esto sucede, el Universo tendrá tiempo suficiente para decidir qué hacer con nuestro sistema. ¡Y permaneceríamos en este estado para siempre, si no fuera por esta terrible radiación gravitacional!

Nuestras órbitas disminuirán muy lentamente con el tiempo. Puede llevar mucho tiempo, alrededor de 10 ¹⁵⁰años, pero al final la Tierra, y todos los planetas, disminuirán sus órbitas y caerán en espiral hacia la masa central del sistema solar. En este momento, la diferencia entre años ordinarios y años universales ya no será fundamental: solo resta 10 del grado y obtén 10 ¹⁴⁰ años universales.

Incluso más tiempo, ^10.200 años, si no más, habrían tenido una caída en espiral de las últimas estrellas del grupo local en la masa central que queda de la confluencia de la Vía Láctea y Andrómeda. Pero esta oportunidad ya no me molesta.



¡Después de todo, esto no sucederá! ¡Desde el agujero negro ya se ha evaporado debido a la radiación de Hawking! Eliminará incluso los agujeros negros más supermasivos del Universo en solo 10 ¹⁰⁰ años, y los agujeros negros de la masa solar en 10⁶⁷ años de edad. Entonces, si no hay otros mecanismos de destrucción, estos son los intervalos de tiempo más grandes durante los cuales pueden permanecer lo que se asemeja a estrellas, galaxias, agujeros negros y sistemas solares.

¡Aquí está, el futuro lejano de nuestro sistema solar, basado en las leyes de la física que conocemos hoy!