Что будет с жизнью на Земле, когда столкнутся галактики Андромеды и Млечного Пути?

Говорят, что галактики Андромеды и Млечного Пути приближаются друг к другу со скоростью примерно 400000 км / час. Они будут вместе в ближайшие 4 миллиарда лет.

1. Что будет с жизнью на Земле или с людьми на Земле?
2. Если мы собираемся столкнуться в течение следующих 4 миллиардов лет, то как скоро мы должны предпринять действия для межзвездного путешествия?
3. Работают ли ученые над такими проектами для межзвездного путешествия?
4. Сможем ли мы заставить что-то вроде Земли уйти из этой галактики / Земли / Солнечной системы и, учитывая скорость человеческих инструментов / космических кораблей, сколько времени потребуется, чтобы попасть в безопасное место?

Что будет с жизнью на земле или с людьми на земле?

Предполагая, что люди или жизнь все еще существуют на Земле в то время, они выживут так много из-за продолжающейся смерти Солнца, что гравитационные возмущения из-за галактического столкновения будут ничем.

Имейте в виду, что примерно через 1-2 миллиарда лет солнце будет настолько горячим и большим, что вся вода испарится из земли в космос. Примерно через 3 миллиарда лет поверхность Земли будет настолько горячей, что металлы будут плавиться.

Любая жизнь, которая пережила эти события и все еще живет на Земле, несомненно, столкнется с галактическим столкновением.

Я полагаю, однако, что большинство людей покинет Землю - если не для далеких звездных систем, то, по крайней мере, для планет в нашей собственной системе, которые будут достаточно нагреваться для обитания человека.

Если мы собираемся столкнуться в следующие 4 миллиарда лет, то как долго, прежде чем мы должны предпринять действия для межзвездного путешествия?

Так скоро, как возможно. Когда межзвездное путешествие станет возможным, мы должны начать посылать корабли для колонизации других планет и звездных систем. Это, вероятно, займет много времени, но если мы хотим выжить более миллиарда лет, это необходимо. Имейте в виду, что Солнце и Андромеда - это события, которые мы можем предсказать. Мы не знаем и не можем предсказать следующий катастрофический удар астероида, который может произойти в более короткие сроки, чем миллиард лет. Есть много причин покинуть планету, мы должны беспокоиться о тех, кого мы не можем предсказать или увидеть, а не о тех, которые мы можем предсказать.

Работают ли ученые над такими проектами для межзвездного путешествия?

Да, но небольшими шагами. Полеты человека в космос, на Луну и жизнь на борту МКС предоставили значительно ценную информацию, которая будет использоваться в таких межзвездных миссиях. Поскольку мы продолжаем расширять границы нашей способности выживать в космосе, мы в конечном итоге сможем жить в космосе, возможно, целые жизни будут проводиться в космосе. По мере того, как технология двигателей выходит за рамки простого извлечения людей из гравитационного колодца Земли, мы в конечном итоге будем отправлять людей в дальние путешествия за пределы нашей солнечной системы.

Это очень, очень долгий путь, но каждое продвижение приближает нас к этой конечной цели.

4 миллиарда лет - это то же время жизни, которое осталось до нашего Солнца.

Так что, если мы еще не изобрели межзвездные путешествия, мы облажались, с Андромедой или без нее.

Кроме того, звезды не взаимодействуют напрямую друг с другом в галактическом столкновении. Что мы заметим из нескольких звезд, на которых мы находимся, так это то, что звездные орбиты вокруг центра галактики будут изменены массивным гравитационным возмущением, совершенным другой галактикой. Почти все звезды будут менять орбиты с орбиты вокруг центра галактики на орбиты вокруг центра масс обеих галактик. Некоторые звезды будут выброшены из новой большей галактики. Совершенно безопасно думать, что планеты будут продолжать вращаться вокруг своих звезд, но не то, что у них не будет каких-либо изменений в их орбитах.

С другой стороны, от взаимодействия газа к газу в межзвездной среде будет много новых волн давления, которые будут составлять миллиарды новых звезд в новых туманностях.

Во-первых, обратите внимание, что к тому времени, когда Андромеда окажется достаточно близко, чтобы столкновения с блуждающими звездами стали проблемой, средняя температура Земли значительно изменится, и планета станет неузнаваемой.

Когда Sol будет 8,5 миллиардов лет, он все еще будет иметь водород, доступный для синтеза, но, поскольку он плавится, он сжимается и расширяется по-разному. Сжатие приводит к тому, что синтез водорода становится более благоприятным, так что у Sol будет выходная мощность на 50% больше (в ) и на 3% выше эффективная температура ( ). Fusion также заставляет Sol терять массу с невероятной скоростью (в настоящее время ); он освободит от слияния, что соответствует . Это около ста масс Земли солнечного света, но только$6 \times {10}^{26}\ \mathrm{W}$$6000\ \mathrm{K}$$4 \times {10}^9 \mathrm{kg/s}$$6 \times {10}^{43} \mathrm{J}$$7 \times {10}^{26}\ \mathrm{kg}$$1 \over 3000$масса сол. Гравитация на Земле уменьшается пропорционально, поэтому орбита Земли может в среднем увеличиваться на на миллиард лет. Другие гравитационные эффекты могут изменить среднее расстояние Земли до , 4 ‰ астрономической единицы. Расширение внешних слоев Солнца из-за уменьшенной гравитации увеличит его радиус на 20%, в . Таким образом, Земля получит почти на 50% больше энергии.$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$

Энергетический баланс Земли относительно Солнца дает ожидаемую температуру поверхности:

$$\begin{align} \bar{a} = & 0.7 & \small\text{(Average absorption)} \\ P_p = & 1366\ \mathrm{W/m^2} & \small\text{(Average solar flux incident on Earth at present)} \\ P_f = & P_p \cdot 1.5 \approx 2000\ \mathrm{W/m^2} & \small\text{(In future)} \\ \sigma = & 5.670373 \times {10}^{-8}\ \mathrm{W/m^2/K^4} & \small\text{(Stefan-Boltzmann constant)} \\ \\ T_p^4 = & \frac{\bar{a} P_p}{4 \sigma} \\ \approx & \frac{0.7 \cdot 1366\ \mathrm{W/m^2}}{2.268149 \times {10}^{-7}\ \mathrm{W/m^2/K^4}} \\ \approx & 4.2 \times {10}^9\ \mathrm{K^4} \\ T_p \approx & 250\ \mathrm{K} \\ \\ T_f \approx & T_p \cdot {1.5}^{1/4} \approx T_p \cdot 1.11 \\ \approx & 280\ \mathrm{K} \end{align}$$

Поскольку средняя температура поверхности на Земле не - это и уже примерно на теплее, чем в безвоздушном будущем - мы можем видеть атмосфера играет важную роль в сохранении тепла. Предполагая, что растущие потребности в охлаждении не приводят к тому, что атмосфера сохраняет больше тепла, можно ожидать, что средняя температура поверхности поднимется до .$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

Средняя температура Антарктиды в настоящее время составляет зимой и летом. Можно ожидать, что они возрастут до (чуть ниже нуля) и до (намного выше нуля) соответственно, и это лучший сценарий. Антарктида растает. Это даст самый большой компонент (60%) повышения уровня моря, в общей сложности около .$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

---

Если бы Земля все еще была населена через четыре миллиарда лет, крайне маловероятно, что Земля упадет в звезду из Андромеды.

Пространство большое. Действительно большой. Вы просто не поверите, насколько она огромна, невероятно велика.

- Дуглас Адамс, Автостопом по Галактике

Млечный путь имеет диаметр около 100 000 световых лет и содержит около 400 миллиардов звезд. Андромеда больше и плотнее; у него может быть один триллион звезд и диаметр 140 000 световых лет. Он находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет, но кажется в шесть раз больше Солнца.

$$\begin{align} d_M \approx & \frac{4 \times {10}^{11}\ \mathrm{stars}}{{10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2}} \\ \approx & 50\ \mathrm{stars/{ly}^2} \\ \\ d_A \approx & \frac{{10}^{12}\ \mathrm{stars}}{2 \times {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2}} \\ \approx & 60\ \mathrm{stars/{ly}^2} \\ \end{align}$$

Если бы две галактики были просто наложены друг на друга, было бы около ста звезд на квадратный световой год, если смотреть с бесконечно большого расстояния вдоль оси вращения. Однако, Млечный Путь - это эллипс 2: 1, как видно из Андромеды, в то время как мы видим Андромеду как эллипс 3: 1. Проецирование обоих на плоскость между ними, перпендикулярную линии между их центральными черными дырами, привело бы к области перекрытия с размерами между и , максимум за половину Млечного Пути. Скорее всего, Сол будет участвовать в столкновении, поскольку он находится примерно в 27 200 световых лет от центра галактики.$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Это не значит, что Земля приблизится к другой звезде, что Солнце может столкнуться или что Солнечная система будет разрушена.

Принимая во внимание вероятностный сценарий наихудшего случая (весь Млечный Путь проходит через Андромеду при первом прохождении), у звезд есть свободный путь. Фактическая звездная плотность сталкивающихся галактик составляет:

$$\rho \approx 1.4 \times {10}^{12}\ \mathrm{stars}\ /\ V_{A \cup M}$$

где объединение томов двух галактик было бы очень сложным выражением. Грубо говоря , их объемы можно описать как соединенные конусы, игнорируя их сфероидальные ореолы темной материи (которые в основном безвредны).

$$\begin{align} \rho \approx & \frac{1.4 \times {10}^{12}\ \mathrm{stars}} {\left( \frac{1}{2} \cdot \left( {10}^3\ \mathrm{ly} \cdot {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2} + 1.4 \times {10}^3\ \mathrm{ly} \cdot 2 \times {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2} \right) \cdot \frac{1}{3} \right)} \\ \approx & 0.28\ \mathrm{stars/{ly}^3} \\ \\ V_\star \approx & 3.6\ \mathrm{{ly}^3} \\ \\ r_\star \approx & {\left( V_\star \cdot \frac{3}{4 \pi} \right)}^{1/3} \\ \approx & 0.95\ \mathrm{ly} \end{align}$$

На расстоянии 1,9 световых лет Бетельгейзе будет очень похожа на Марс. Если предположить, что катастрофа произошла от звезды, которая ближе диаметра гелиосферы (около 200 а.е.), то:

$$\begin{align} m = & \frac{1\ \mathrm{star}}{\rho \cdot \pi \cdot 4 \times {10}^4\ \mathrm{{AU}^2}} \\ \approx & 1.1 \times {10}^{21}\ \mathrm{m} \\ \approx & 7.2 \times {10}^9\ \mathrm{AU} \\ \approx & 1.1 \times {10}^5\ \mathrm{ly} \end{align}$$

В среднем, звезда может пройти 110 тысяч световых лет до того, как она пройдет мимо другой, чуть меньше диаметра Андромеды. Доля звезд Млечного Пути, которые не приближаются к 200 а.е. звезд в Андромеде, составляет не менее . Для того чтобы Земля приблизилась в пределах 4 а.е. от другой звезды (один радиус Бетельгейзе), можно ожидать, что она продвинется как минимум в 2500 раз дальше, что при относительной скорости 300 км / с займет .$1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

Прямые столкновения между звездами и планетами маловероятны из-за относительно низкой плотности объектов в Млечном Пути и Андромеде. Например, звездная плотность в солнечной окрестности составляет всего 0,004 звезды на кубический световой год.

Проблема в том, что гравитационное взаимодействие между объектами не является низким. Звезды, которые в конечном итоге проходят слишком близко к другим системам, могут нарушить орбиты планет, астероидов и комет, и это может быть проблематично, если мы все еще вокруг. Я бы предположил, что планеты и другие объекты будут разлетаться повсюду, и система может стать тир.

Обычно, когда сталкиваются две галактики, это газ, который взаимодействует друг с другом. Шансы звезд, влияющих друг на друга, почти равны нулю из-за огромных расстояний между звездами. То же самое касается планет, поражающих друг друга.

Временные рамки этого события настолько велики, что нашему разуму трудно понять эти расстояния (и временные рамки, в которых происходят эти процессы), и к тому времени могло произойти много других вещей, которые изменили бы ситуацию в нашей солнечной системе. затрудняет прогнозирование того, что будет с людьми. Например, удар метеорита, подобный тому, который убил динозавров, может убить всю жизнь на Земле через миллиард лет, так что мы даже не увидим, что происходит с человеческой жизнью, когда андромеда взаимодействует с Млечным путем.

Если бы солнце имело ширину 10 см, Альфа Центавра был бы на расстоянии 3200 километров. 1

Если солнце было оранжевым, конечный удар, крайняя граница солнечной системы, где межзвездные ветры более последовательны, чем солнечный, имеет диаметр около 1 км. Разные звезды не будут мешать друг другу заканчивать ударную границу. Вы даже не увидите степень изменения температуры Земли от другой звезды, проходящей рядом с Солнечной системой.

Если самые плотные части нашей галактики в 3000 раз плотнее звезд, чем наши окрестности, мы говорим о облаке апельсинов, каждое из которых разделено километром, в самом плотном сценарии.

Скорее всего, это драматическое столкновение облаков апельсинов, каждое из которых разделено на 3000 км, в общей сложности Млечный путь имел бы 10 миллионов километров в поперечнике, если бы солнце было оранжевым.

Вики утверждают, что вероятность столкновения даже двух звезд будет незначительной.

Столкновение галактик не меняет проблему переноса жизни с нашей планеты по сравнению с тем, что уже есть. мы уже должны пересечь 32000 км до дюжины ближайших звезд, если бы мы, люди, имели рост 1,4 Ангстрема ... Альфа-Кентавр был бы в 3200 км ходьбы.

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