จะเกิดอะไรขึ้นกับชีวิตบนโลกเมื่อกาแลคซี Andromeda และทางช้างเผือกชนกัน?

มีการกล่าวกันว่ากาแลคซี Andromeda และทางช้างเผือกใกล้กันด้วยความเร็วประมาณ 400,000 km / ชั่วโมง พวกเขาจะอยู่ด้วยกันในอีก 4 พันล้านปีข้างหน้า

1. จะเกิดอะไรขึ้นกับชีวิตบนโลกหรือมนุษย์บนโลก?
2. หากเรากำลังจะปะทะกันในอีก 4 พันล้านปีข้างหน้านานแค่ไหนก่อนที่เราจะลงมือทำการเดินทางระหว่างดวงดาว?
3. นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในโครงการดังกล่าวสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาวหรือไม่?
4. เราจะได้สิ่งที่คล้ายโลกออกไปจากกาแลคซี / โลก / ระบบสุริยะและพิจารณาความเร็วของเครื่องมือมนุษย์ / ยานอวกาศนานแค่ไหนที่จะไปยังที่ปลอดภัย?

จะเกิดอะไรขึ้นกับชีวิตบนโลกหรือมนุษย์บนโลก?

สมมติว่ามนุษย์หรือสิ่งมีชีวิตยังคงมีอยู่บนโลกในเวลานั้นพวกเขาจะรอดชีวิตมาได้มากเนื่องจากการตายอย่างต่อเนื่องของดวงอาทิตย์ที่การไหลเวียนของแรงโน้มถ่วงเนื่องจากการชนทางช้างเผือกจะไม่มีอะไรเลย

โปรดทราบว่าในเวลาประมาณ 1-2 พันล้านปีดวงอาทิตย์จะร้อนจัดและใหญ่จนน้ำทั้งหมดจะเดือดจากโลกสู่อวกาศ ประมาณ 3 พันล้านปีต่อจากนี้พื้นผิวโลกจะร้อนมากจนโลหะจะหลอมละลาย

ชีวิตใดก็ตามที่รอดชีวิตจากเหตุการณ์เหล่านั้นและยังมีชีวิตอยู่บนโลกจะต้องปะทะกับกาแลคซีอย่างแน่นอน

ฉันคิดว่ามนุษย์ส่วนใหญ่จะหนีจากโลก - ถ้าไม่ใช่ระบบดาวที่ห่างไกลดังนั้นอย่างน้อยก็สำหรับดาวเคราะห์ในระบบของเราที่จะร้อนขึ้นมากพอสำหรับที่อยู่อาศัยของมนุษย์

หากเรากำลังจะปะทะกันในอีก 4 พันล้านปีข้างหน้านานแค่ไหนก่อนที่เราจะลงมือทำการเดินทางระหว่างดวงดาว?

โดยเร็วที่สุด เมื่อการเดินทางระหว่างดวงดาวเป็นไปได้เราควรเริ่มส่งเรือออกไปตั้งอาณานิคมดาวเคราะห์อื่นและระบบดาว สิ่งนี้อาจใช้เวลานาน แต่ถ้าเราอยู่รอดมานานกว่าพันล้านปีมันเป็นสิ่งจำเป็น โปรดทราบว่าดวงอาทิตย์และอันโดรเมดาเป็นเหตุการณ์ที่เราสามารถคาดการณ์ได้ เราไม่รู้และไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าการโจมตีของดาวเคราะห์น้อยครั้งต่อไปจะเกิดความหายนะครั้งต่อไป มีเหตุผลมากมายที่จะออกจากโลกเราควรกังวลเกี่ยวกับสิ่งที่เราไม่สามารถคาดการณ์หรือมองเห็นไม่ใช่สิ่งที่เราสามารถทำนายได้

นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในโครงการดังกล่าวสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาวหรือไม่?

ใช่ แต่ในขั้นตอนเล็ก ๆ การปฏิบัติภารกิจสู่อวกาศสู่ดวงจันทร์และการอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติได้ให้ข้อมูลที่มีค่าอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะใช้ในภารกิจระหว่างดวงดาว ในขณะที่เรายังคงผลักดันขอบเขตของความสามารถของเราที่จะอยู่รอดในอวกาศในที่สุดเราก็จะสามารถอยู่ในอวกาศได้บางทีชีวิตทั้งหมดจะถูกใช้ในอวกาศ ในขณะที่เทคโนโลยีเครื่องยนต์ก้าวหน้าเกินกว่าจะยกผู้คนออกจากหลุมความโน้มถ่วงของโลกเราก็จะส่งผู้คนออกเดินทางไกลนอกระบบสุริยะของเรา

มันเป็นวิธีที่ไกลมาก ๆ แต่ความก้าวหน้าแต่ละครั้งทำให้เราใกล้ชิดกับเป้าหมายในที่สุด

4 พันล้านปีเป็นช่วงเวลาเดียวกันของชีวิตที่เหลืออยู่กับดวงอาทิตย์ของเรา

ดังนั้นหากเรายังไม่ได้คิดค้นการเดินทางระหว่างดวงดาวเราจะถูกเมาโดยมีหรือไม่มีแอนโดรเมดา

นอกจากนี้ดาวไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์โดยตรงกับกันและกันในการปะทะกันของกาแลคซี สิ่งที่เราจะสังเกตเห็นจากดาวหลายดวงที่เราอยู่คือวงโคจรรอบดาวฤกษ์ใจกลางกาแลคซีจะถูกเปลี่ยนแปลงโดยการก่อกวนแรงโน้มถ่วงมหาศาลที่เกิดขึ้นโดยกาแลคซีอื่น ดาวเกือบทั้งหมดจะเปลี่ยนวงโคจรจากการโคจรรอบใจกลางกาแลคซีเป็นการโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลของกาแลคซีทั้งสอง ดาวบางดวงจะถูกผลักออกจากกาแลคซีที่ใหญ่กว่าใหม่ มันค่อนข้างปลอดภัยที่จะคิดว่าดาวเคราะห์จะโคจรรอบดาวฤกษ์ของตนต่อไป แต่ไม่ใช่ว่าพวกมันจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของมัน

ในทางกลับกันจากก๊าซไปจนถึงปฏิกิริยาของแก๊สจะมีคลื่นความดันใหม่จำนวนมากในสื่อระหว่างดวงดาวซึ่งจะอธิบายการก่อตัวของดาวฤกษ์ใหม่หลายพันล้านดวงในเนบิวลาใหม่

ประการแรกโปรดทราบว่าเมื่อถึงเวลาที่แอนโดรเมด้าใกล้พอที่จะชนกับดาวฤกษ์ที่น่าเกรงขามได้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญและโลกจะไม่สามารถจดจำได้

เมื่อโซลมีอายุ 8.5 พันล้านปีมันจะยังคงมีไฮโดรเจนสำหรับฟิวชั่น แต่เมื่อหลอมรวมมันจะหดตัวและขยายตัวแตกต่างกัน การหดตัวทำให้ไฮโดรเจนฟิวชั่นกลายเป็นที่นิยมมากขึ้นดังนั้นโซลจะมีกำลังส่งออกมากกว่า 50% ( ) และอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น 3% ( ) ฟิวชั่นทำให้โซลสูญเสียมวลด้วยอัตรามหาศาล (ปัจจุบัน ); มันจะปล่อยจากฟิวชั่นซึ่งสอดคล้องกับ{} นั่นคือประมาณหนึ่งร้อยเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่มีเพียง$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}$$1 \over 3000$มวลของโซล ความโน้มถ่วงกับโลกลดลงตามสัดส่วนดังนั้นวงโคจรของโลกอาจขยายโดยเฉลี่ยต่อพันล้านปี ผลกระทบความโน้มถ่วงอื่น ๆ อาจเปลี่ยนระยะทางเฉลี่ยของโลกได้มากถึง , 4 ‰ของหน่วยดาราศาสตร์ การขยายตัวของชั้นนอกของโซลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ลดลงจะเพิ่มรัศมี 20%,{} ดังนั้นโลกจะได้รับพลังงานเพิ่มขึ้นเกือบ 50% เช่นกัน$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$

สมดุลพลังงานของ Earth wrt Sol ให้อุณหภูมิพื้นผิวที่คาดไว้:

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

เนื่องจากอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยบนโลกไม่ใช่ - มันคือและรอบ ๆอุ่นกว่าในอนาคตที่ไร้อากาศ - เราสามารถเห็นได้ บรรยากาศมีบทบาทสำคัญในการรักษาความร้อน สมมติว่าการเพิ่มความต้องการระบายความร้อนไม่ได้นำไปสู่บรรยากาศการรักษาความร้อนมากขึ้นอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยสามารถคาดว่าจะเพิ่มขึ้นถึงC} + 15 ° C 8 K + 50 °$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

อุณหภูมิเฉลี่ยของทวีปแอนตาร์กติกาในขณะนี้คือในฤดูหนาวและในฤดูร้อน สิ่งเหล่านี้คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น (ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง) และ (เหนือจุดเยือกแข็ง) ตามลำดับและนี่เป็นสถานการณ์ที่ดีที่สุด แอนตาร์กติกาจะละลาย ที่จะผลิตองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุด (60%) การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลรวมรอบ{m}$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

---

หากโลกยังคงอาศัยอยู่สี่พันล้านปีนับจากนี้มันไม่น่าเป็นไปได้มากที่โลกจะตกสู่ดาวฤกษ์จากแอนโดรเมดา

อวกาศมีขนาดใหญ่ ใหญ่จริงๆ คุณจะไม่เชื่อเลยว่ามันใหญ่โตมหาศาล

- Douglas Adams, The Hitchhiker's Guide to the Galaxy

ทางช้างเผือกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ปีแสงและมีดาวอยู่ประมาณ 400 พันล้านดวง แอนโดรเมดานั้นใหญ่กว่าและหนาแน่นกว่า มันอาจมีดาวหนึ่งล้านล้านดวงและมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 140,000 ปีแสง มันอยู่ห่างออกไป 2.5 ล้านปีแสง แต่มีขนาดใหญ่กว่าโซลหกเท่า

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

ถ้ากาแลคซีทั้งสองถูกวางอย่างเรียบง่ายเพียงอย่างเดียวก็จะมีประมาณหนึ่งร้อยดาวต่อปีแสงสแควร์มองจากระยะไกลไปตามแกนหมุน อย่างไรก็ตามทางช้างเผือกนั้นเป็นวงรี 2: 1 เท่าที่เห็นจาก Andromeda ในขณะที่เราเห็น Andromeda เป็นวงรี 3: 1 การฉายภาพทั้งสองลงบนระนาบระหว่างพวกมันตั้งฉากกับเส้นแบ่งระหว่างหลุมดำกลางของพวกมันจะให้พื้นที่ทับซ้อนกับมิติระหว่างและโดยมีทางช้างเผือกอยู่ข้างนอกอย่างน้อยครึ่งหนึ่ง โซลน่าจะมีส่วนร่วมในการปะทะเนื่องจากมันอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีประมาณ 27,200 ปีแสง$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

ไม่ได้หมายความว่าโลกจะเข้ามาใกล้ดาวดวงอื่นดวงอาทิตย์อาจชนกันหรือระบบสุริยะจะหยุดชะงัก

เมื่อพิจารณาถึงความน่าจะเป็นสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด (ทางช้างเผือกทั้งหมดตกผ่านแอนโดรเมด้าในรอบแรก) มีเส้นทางฟรีสำหรับดาว ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ที่แท้จริงของกาแลคซีที่ชนกันคือ:

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

โดยที่การรวมกันของปริมาตรของกาแลคซีทั้งสองนั้นน่าจะเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมาก ประมาณเล่มของพวกเขาสามารถอธิบายเป็นกรวยเข้าร่วมโดยไม่สนใจสสารทรงกลมสีดำทรงกลม (ซึ่งส่วนใหญ่ไม่เป็นอันตราย)

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

ในระยะทาง 1.9 ปีแสง Betelgeuse จะมีลักษณะเหมือนดาวอังคารมาก หากเราถือว่าผลลัพธ์จากภัยพิบัติจากดาวที่อยู่ใกล้เส้นผ่าศูนย์กลางของเฮลิโอสเฟียร์ (ประมาณ 200 AU) ดังนั้น:

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

โดยเฉลี่ยดาวฤกษ์สามารถเดินทางได้ 110,000 ปีแสงก่อนที่มันจะผ่านไปอีกดาวหนึ่งซึ่งน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของแอนโดรเมดาเล็กน้อย สัดส่วนของดาวจากทางช้างเผือกที่ไม่ใกล้ภายใน 200 ฿ดาวใน Andromeda อย่างน้อยดาว} สำหรับโลกที่จะเข้าใกล้ภายใน 4 AU ของดาวดวงอื่น (รัศมี Betelgeuse หนึ่งดวง) ก็สามารถคาดว่าจะเดินทางอย่างน้อย 2500 ครั้งไกลออกไปซึ่งความเร็วสัมพัทธ์ 300 กม. / วินาทีจะใช้เวลาปี} 9 × 10 18 s ≈ 300 ขฉันลิตรลิตรฉันo n Y อีR $1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

การชนโดยตรงระหว่างดวงดาวและดาวเคราะห์นั้นไม่น่าเป็นไปได้สูงนักเนื่องจากความหนาแน่นของวัตถุในทางช้างเผือกและแอนโดรเมดาค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่นความหนาแน่นของดาวฤกษ์ในย่านสุริยจักรวาลมีเพียง 0.004 ดาวต่อลูกบาศก์แสงปี

ปัญหาคือปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุไม่ต่ำ ดาวฤกษ์ที่ผ่านเข้ามาใกล้เกินไปกับระบบอื่นอาจรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ดาวเคราะห์น้อยและดาวหางและอาจเป็นปัญหาได้หากเรายังอยู่ ฉันจะคาดเดาว่าดาวเคราะห์และวัตถุอื่น ๆ จะพุ่งออกไปทุกหนทุกแห่งและระบบอาจกลายเป็นคลังภาพ

โดยปกติเมื่อกาแลคซีสองแห่งชนกันมันเป็นก๊าซที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน อัตราต่อรองของดาวที่กระทบกันเกือบเป็นศูนย์เนื่องจากระยะห่างระหว่างดวงดาวใหญ่มาก เช่นเดียวกันกับดาวเคราะห์ที่ชนกัน

ระยะเวลาในการเกิดเหตุการณ์นี้มีขนาดใหญ่มากจนยากที่เราจะเข้าใจระยะทางเหล่านี้ (และระยะเวลาที่กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้น) และในเวลานั้นสิ่งอื่น ๆ อีกมากมายอาจเกิดขึ้นซึ่งเปลี่ยนสถานการณ์ของระบบสุริยะของเรา ทำให้เป็นการยากที่จะคาดการณ์ว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับมนุษย์ ตัวอย่างเช่นผลกระทบของอุกกาบาตเช่นเดียวกับที่ฆ่าไดโนเสาร์อาจฆ่าทุกชีวิตบนโลกหนึ่งพันล้านปีจากนี้เพื่อเราจะไม่ได้อยู่ที่นั่นเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับชีวิตมนุษย์เมื่อ Andromeda โต้ตอบกับทางช้างเผือก

หากดวงอาทิตย์กว้าง 10 ซม. Alpha Centauri ก็จะอยู่ห่างออกไป 3200 กิโลเมตร 1

หากดวงอาทิตย์เป็นสีส้มการตกตะกอนของจุดสิ้นสุดซึ่งเป็นจุดสุดยอดของระบบสุริยะซึ่งลมระหว่างดวงดาวนั้นเป็นผลมาจากลมสุริยะมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 กม. ดวงดาวที่แตกต่างกันนั้นคงไม่รบกวนการกระแทกของกันและกัน คุณจะไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโลกจากดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ผ่านเข้าใกล้ระบบสุริยะ

หากส่วนที่หนาแน่นที่สุดของกาแลคซีของเรามีความหนาแน่นของดาวมากกว่าพื้นที่ใกล้เคียงของเราถึง 3,000 เท่าเรากำลังพูดถึงเมฆสีส้มซึ่งแต่ละส่วนแยกจากกันโดยกิโลเมตรในสถานการณ์ที่หนาแน่นที่สุด

ส่วนใหญ่น่าจะเป็นการชนกันอย่างรุนแรงของกลุ่มเมฆส้มที่แยกกันด้วยระยะทาง 3,000 กิโลเมตรทางช้างเผือกทั้งหมดจะอยู่ที่ 10 ล้านกิโลเมตรถ้าดวงอาทิตย์เป็นสีส้ม

วิกิพีเดียบอกว่ามันน่าจะเป็นความประมาทเลินเล่อของการที่ดาวสองดวงชนกัน

การปะทะกันของกาแลคซีไม่ได้เปลี่ยนความท้าทายในการเคลื่อนย้ายชีวิตออกไปจากโลกของเราเมื่อเทียบกับสิ่งที่มันเป็นอยู่แล้ว เราต้องข้าม 32000 กม. ไปยังดาวใกล้เคียงหนึ่งโหลถ้าเราวัด 1.4 อังสตรอมสูง ... อัลฟาเซ็นทอร์จะอยู่ห่างออกไป 3200 กม.

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