太阳系的遥远未来

如果我们将自大爆炸之时到今天的宇宙历史带入“一个普遍的一年”的规模,我们的未来会是什么样?


要爱某个东西,您必须想象自己会失去它。
- 切斯特顿G.K. Chesterton)

与宇宙有关的最有趣的事实之一是,尽管只有短短的几百年的观察期,但研究构成我们和宇宙其余部分的主要组成部分和力量的人们仍然能够准确地理解它。

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自然定律几乎完全被理解。我们知道,尽管我们的观测持续时间从几分之一秒到几年不等,但我们的宇宙年龄约为138亿年。我们对自然法则的研究使我们能够了解遥远的宇宙历史,并了解它是138亿年前,以及它是如何到达该状态的。



如果我们转向对数思维,这将更加令人印象深刻。在遥远的宇宙年代,当时只有380,000年,它仍然太热而无法形成中性原子。我们在“大爆炸”的残留辉光中看到了这一点-残留的辐射!当时宇宙的年龄是今天的0.0028%,或今天的1/36 300。



当原子的第一个原子核出现在宇宙中时,我们可以进一步推断,当时我们只有200秒大,或者说当前年龄的4×10 -16。甚至更早,它是如此的热,以至于当宇宙的年龄为10 -18岁时,物质/反物质对自然而然地诞生了从她现在的年龄开始,甚至更进一步,当我们经常在宇宙中发现我们在加速器中产生的所有粒子,包括希格斯玻色子时,从她当前的年龄10 -28岁,以我们科学能理解的尽可能多的能量



我最近拍了一张照片,显示历史上的重要事件,不仅是对数尺度,而且是线性压缩尺度:如果将138.1亿年而不是一个日历年压缩成一个日历年,我们的历史将是什么样。结果是惊人的,很好地展示了我们可以评估的时间前景。



规模上的一些事件:

•1月1日凌晨0:14发射了残留辐射,并形成了第一个中性原子
•1月3日,第一个恒星出现了
•1月13日,我们看到的最远的星系发光
•2月14日开始形成大型结构
•3月6日出现第一个形成的银河星团
•9月3 日出现太阳和原行星盘形式•
9月21日出现第一个生命形式出现在地球上
•10月12日火星死亡,损失大气层
•12月2日第一个有性繁殖的生物出现在地球上
•12月30日凌晨6:25发生最后一次大灭绝,包括恐龙
•12月31日23:53第一个人
•12月31日23:59:59人们进入太空

但是这张照片只讲述了过去的故事。那我们的未来呢?正如著名的物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)所说,很难做出预测,尤其是关于未来的预测。

我可以说,没有什么特别令人愉快的等待着我们。就我个人而言,我将活到“第二个普世年”的1月1日大约00:00:00.1。在0:02之前,我们所知道的星座将或多或少地被识别,并且在接下来的几分钟内,下一个冰河时代将开始。



但是,由于时间轴的压缩非常强烈,所有这些操作发生得如此之快。如果我们能考虑得大一点,为什么要为这样的小规模事件而分心呢?我们的物理定律使我们不仅可以推断过去,而且可以推断未来。我们可以从夜空中最大的角物体开始:仙女座星系。


银河系和仙女座星系之间的碰撞方式

3-5亿年后,仙女座星系(还有可能是较小的三角星系)将与银河系融合,这将导致我们银河系和夜空的结构发生根本性变化。现在距离我们有250万光年,但它以43 km / s的速度向我们移动,根据最佳模拟判断,恒星的第一次碰撞和爆炸形成(上图中的第4帧)将在3发生, 80亿年-或4月10日,即“第二个世界年”。它将终止于55亿年,即5月25日。



由于引力的作用,当地的星系团将因此与我们合并,但是由于暗能量的影响,所有其他星系和星团-今天与我们无关的星系-将逃离我们,并在数十亿或数千亿年的时间内离开宇宙的可观测部分。

但是,无论是宇宙的加速膨胀,还是星系的碰撞都不会影响我们的太阳系。顺便说一句,您是否知道由于我们当地的两个最大星系的合并,有多少颗恒星可能会相互碰撞?万亿中只有六块!更好的是,我们将注意力集中在太阳系中宇宙的一角,然后观察一下我们发生了什么。



太阳会随着年龄的增长而变暖,并在大约1-2亿年(即2月8日,2年,前后2周)内使海洋沸腾,并摧毁地球上的生命。在5到70亿年内,太阳核心的燃料将终止,因此它将变成红色巨人,吸收水星和金星。这将在6月8日前后(一个月或以下)发生。由于恒星演化的特殊性,地球/月球系统将被抛弃,我们将免于内心邻居的命运。



燃烧完剩余的核燃料(主要是氦气)后,太阳将掉落上层,这将导致行星状星云出现,其核心将收缩并变成白矮星。这就是我们宇宙中几乎所有恒星的命运。但是行星仍将围绕冷钝的恒星尸体旋转,这一过程将在95亿年(即2年9月8日)结束。



一直以来,地球将继续围绕太阳旋转,月亮将被吸引到地球上。因此,存在旋转力矩-由于外力对旋转物体的影响。结果,月球将离开地球,同时减慢其自转速度。这种放缓将很难被发现-一天的长度在一百年中仅减少了1.4毫秒。但是我们有时间。

在经过500亿年之后,月球的轨道周期将为47天(与今天的27.3相比),而我们的24小时工作日也将放慢并变为今天的47天。此时,地球和月球将在潮汐上相互连接,也就是说,它们将在天空中保持相同的位置。这将在第5个世界通用年的8月14日发生。



白矮星最终将变成黑色,冷却并散发出所有能量。这将花费很多时间:根据我的估计,这大约需要10 16年,或者比目前的宇宙年龄大约长一百万倍。它们的所有原子都将就位,只是它们的温度将略高于绝对零。此时,夜空将是黑色的,因为我们当地小组的所有星星都将燃烧掉。这将在大约724,000个通用年内发生!


天空看起来像这样。是的,非常黑。

银河将变成一个非常残酷的地方。与恒星之间的距离相比,恒星非常小-太阳之类的恒星在其存在期间与另一颗恒星碰撞的可能性只有0.1%。但是,在我们,仙女座和其他本地成员之间,大约有一万亿颗恒星和恒星遗骸。在这种混乱中,典型的恒星系统可以存在很长时间而不会与任何物体发生碰撞,但是我们有时间。



约10 21几年来,太阳系中心的一个黑矮星将与另一个黑矮星相撞,这将导致超新星Ia型的出现,并摧毁太阳系的残留物。这将在大约第1000亿个世界年发生-在世界年中,这已经比地球在地球年中的现在时代还要大!



至少有可能发生。这可能是我们当地许多明星(而非全部)的生命之路的终结。毕竟,根据我的计算,在我们的情况下,还有另一个过程更可能发生-这是恒星从本地恒星的引力发射,称为“剧烈弛豫”。在混乱轨道上存在许多物体的情况下,有时其中一个突然突然离开轨道,而其他的则变得更加牢固。

这周期性地在球状星团中发生,并解释了它们的紧凑性以及这些古代文物的核心中大量分别生活的蓝星(或聚集在一起的旧星)!



如果他们把我们扔掉,那又如何?剩下的行星会永远围绕太阳系中心的一颗死星旋转吗?



如果发生这种情况,那么宇宙将有足够的时间来决定如何处理我们的系统。如果没有这种可怕的引力辐射,我们将永远保持这种状态!

随着时间的流逝,我们的轨道将非常缓慢地减小。这可能需要很长时间,大约10 150数年之久,但最终,地球和所有行星将减少其轨道,并以螺旋形下降至太阳系中心质量。目前,普通年与通用年之间的差额将不再是基本的-只需从度数中减去10,即可获得10140 通用年。

甚至更多的时间10 200岁,如果不是更多的,将采取螺旋式坠落过去本地组的几颗星星到中央肿块,从银河系和仙女座星系的合并剩余部分。但是这个机会不再困扰我。



毕竟,这不会发生!由于黑洞,霍金辐射已经蒸发掉了!它将在短短10 100年内消除甚至宇宙中最超质量的黑洞,并在10 年内消除太阳质量的黑洞。67岁。因此,如果没有其他破坏机制,那么这就是可以保留类似于恒星,星系,黑洞和太阳系的最大时间间隔。

基于今天我们所知道的物理定律,这就是我们太阳系的遥远未来!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399783/


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