Điều gì sẽ xảy ra với sự sống trên Trái đất khi các thiên hà Andromeda và Dải Ngân hà va chạm?

Người ta nói rằng các thiên hà Andromeda và Dải Ngân hà đang tiến sát nhau với tốc độ xấp xỉ 400000 km / giờ. Họ sẽ bên nhau trong 4 tỷ năm tới.

1. Điều gì sẽ xảy ra với sự sống trên Trái đất hoặc con người trên Trái đất?
2. Nếu chúng ta sắp va chạm trong 4 tỷ năm tới thì chúng ta nên hành động trong bao lâu cho hành trình giữa các vì sao?
3. Có phải các nhà khoa học đang làm việc trên các dự án như vậy cho một chuyến đi giữa các vì sao?
4. Liệu chúng ta có thể khiến thứ gì đó giống như Trái đất rời khỏi thiên hà / Trái đất / hệ mặt trời này hay không, và xem xét tốc độ của các thiết bị / tàu vũ trụ của con người, sẽ mất bao lâu để đến một nơi an toàn?

Điều gì sẽ xảy ra với cuộc sống trên trái đất hoặc con người trên trái đất?

Giả sử rằng con người, hoặc sự sống, vẫn còn tồn tại trên Trái đất vào thời điểm đó, họ sẽ sống sót rất nhiều do cái chết liên tục của mặt trời, rằng các chuyển động hấp dẫn do va chạm thiên hà sẽ không là gì.

Hãy nhớ rằng trong khoảng 1-2 tỷ năm, mặt trời sẽ nóng và lớn đến mức tất cả nước sẽ sôi lên khỏi trái đất vào không gian. Khoảng 3 tỷ năm nữa, bề mặt Trái đất sẽ nóng đến mức kim loại sẽ tan chảy.

Bất kỳ sự sống nào đã sống sót sau những sự kiện đó và vẫn còn sống trên Trái đất chắc chắn sẽ có một vụ va chạm thiên hà trong sải chân.

Tuy nhiên, tôi tưởng tượng rằng hầu hết con người sẽ chạy trốn khỏi Trái đất - nếu không phải là các hệ sao xa xôi, thì ít nhất là đối với các hành tinh trong hệ thống của chúng ta sẽ nóng lên đủ để sinh sống.

Nếu chúng ta sắp va chạm trong 4 tỷ năm tới thì chúng ta nên hành động trong bao lâu cho chuyến đi giữa các vì sao?

Sớm nhất có thể. Khi hành trình giữa các vì sao trở nên khả thi, chúng ta nên bắt đầu gửi tàu để xâm chiếm các hành tinh và hệ sao khác. Điều này có thể sẽ mất nhiều thời gian, nhưng nếu chúng ta tồn tại hơn một tỷ năm, điều đó là cần thiết. Hãy nhớ rằng Mặt trời và Andromeda là những sự kiện chúng ta có thể dự đoán. Chúng ta không biết, và không thể dự đoán, cuộc tấn công tiểu hành tinh thảm khốc tiếp theo, có khả năng xảy ra trong một thời gian ngắn hơn một tỷ năm. Có rất nhiều lý do để thoát khỏi hành tinh, chúng ta nên lo lắng về những lý do chúng ta không thể dự đoán hoặc nhìn thấy, không phải những lý do chúng ta có thể dự đoán.

Có phải các nhà khoa học đang làm việc trên các dự án như vậy cho chuyến đi giữa các vì sao?

Có, nhưng trong các bước nhỏ. Các nhiệm vụ có người lái lên vũ trụ, lên mặt trăng và sống trên tàu ISS đã cung cấp thông tin có giá trị đáng kể sẽ được sử dụng trong các nhiệm vụ liên sao như vậy. Khi chúng ta tiếp tục đẩy các ranh giới về khả năng sống sót trong không gian, cuối cùng chúng ta sẽ có thể sống trong không gian, có lẽ cả đời sẽ được sử dụng trong không gian. Khi công nghệ động cơ tiến bộ vượt ra ngoài việc đơn giản là đưa con người ra khỏi giếng hấp dẫn của Trái đất, cuối cùng chúng ta sẽ đưa mọi người đi những chuyến đi dài bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta.

Đó là một chặng đường rất dài, nhưng mỗi bước tiến đưa chúng ta đến gần hơn với mục tiêu cuối cùng đó.

4 tỷ năm là cùng một khung thời gian của cuộc sống còn lại với Mặt trời của chúng ta.

Vì vậy, nếu chúng ta chưa phát minh ra các chuyến đi giữa các vì sao, chúng ta sẽ bị mắc kẹt, có hoặc không có Andromeda.

Bên cạnh đó, các ngôi sao không tương tác trực tiếp với nhau trong một vụ va chạm thiên hà. Những gì chúng ta sẽ nhận thấy từ một số ngôi sao chúng ta đang ở đó là các quỹ đạo sao xung quanh trung tâm thiên hà sẽ bị thay đổi bởi sự nhiễu loạn lực hấp dẫn khổng lồ do thiên hà kia tạo ra. Hầu như tất cả các ngôi sao sẽ thay đổi quỹ đạo từ quỹ đạo xung quanh trung tâm thiên hà thành quỹ đạo xung quanh tâm khối lượng của cả hai thiên hà. Một số ngôi sao sẽ bị đẩy ra khỏi thiên hà mới lớn hơn. Sẽ khá an toàn khi nghĩ rằng các hành tinh sẽ tiếp tục quay quanh các ngôi sao của chúng, nhưng không phải là chúng sẽ không có một số thay đổi trong quỹ đạo của chúng.

Mặt khác, từ tương tác khí đến khí, sẽ có rất nhiều sóng áp lực mới trong môi trường liên sao, sẽ tạo ra hàng tỷ ngôi sao mới trong tinh vân mới.

Đầu tiên, lưu ý rằng vào thời điểm Andromeda đủ gần để các vụ va chạm với các ngôi sao lang thang trở thành mối lo ngại, nhiệt độ trung bình của Trái đất sẽ thay đổi đáng kể và hành tinh sẽ không thể nhận ra.

$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}$$1 \over 3000$$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$

Cân bằng năng lượng của Earth wrt Sol cho nhiệt độ bề mặt dự kiến:

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

Vì nhiệt độ bề mặt trung bình trên Trái đất không phải là - đó là và đã ấm hơn khoảng so với tương lai không có không khí - chúng ta có thể thấy bầu không khí có một vai trò quan trọng trong việc giữ nhiệt. Giả sử nhu cầu làm mát ngày càng tăng không dẫn đến bầu khí quyển giữ nhiệt nhiều hơn, nhiệt độ bề mặt trung bình có thể được dự kiến ​​sẽ tăng lên .$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

Nhiệt độ trung bình của Nam Cực hiện là vào mùa đông và vào mùa hè. Chúng có thể được dự kiến ​​tăng lên (ngay dưới mức đóng băng) và (cao hơn mức đóng băng) và đây là một trường hợp tốt nhất. Nam Cực sẽ tan chảy. Điều đó sẽ tạo ra thành phần lớn nhất (60%) mực nước biển tăng, tổng cộng khoảng .$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

---

Nếu Trái đất vẫn còn có bốn tỷ năm kể từ bây giờ, thì việc Trái đất rơi vào một ngôi sao từ Andromeda là điều cực kỳ khó xảy ra.

Không gian rộng lớn. Thực sự lớn. Bạn sẽ không tin nó lớn đến mức nào, to lớn đến mức nào.

- Douglas Adams, Hướng dẫn về thiên hà của người đi bộ

Dải Ngân hà có đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng và chứa khoảng 400 tỷ ngôi sao. Andromeda lớn hơn và dày đặc hơn; nó có thể có một nghìn tỷ ngôi sao và đường kính 140.000 năm ánh sáng. Nó cách xa 2,5 triệu năm ánh sáng nhưng xuất hiện lớn hơn Sol sáu lần.

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

Nếu hai thiên hà chỉ đơn giản là chồng lên nhau, sẽ có khoảng một trăm ngôi sao trên mỗi năm ánh sáng vuông, nhìn từ vô cùng xa dọc theo trục quay. Tuy nhiên, Dải Ngân hà là hình elip 2: 1 khi nhìn từ Andromeda, trong khi chúng ta thấy Andromeda là hình elip 3: 1. Chiếu cả hai lên một mặt phẳng giữa chúng, vuông góc với một đường giữa các lỗ đen trung tâm của chúng, sẽ tạo ra một vùng chồng lấp với các kích thước trong khoảng và , với nhiều nhất là một nửa Dải Ngân hà bên ngoài nó. Sol có khả năng liên quan đến vụ va chạm, vì cách trung tâm thiên hà khoảng 27.200 năm ánh sáng.$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là Trái đất sẽ đến gần một ngôi sao khác, Sol có thể va chạm hoặc hệ mặt trời sẽ bị phá vỡ.

Xem xét xác suất kịch bản trường hợp xấu nhất (toàn bộ Dải Ngân hà rơi qua Andromeda trên đường chuyền đầu tiên của họ), có một con đường tự do có ý nghĩa cho các ngôi sao. Mật độ sao thực tế của các thiên hà va chạm là:

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

trong đó sự kết hợp của các khối của hai thiên hà sẽ là một biểu hiện rất phức tạp. Rất đại khái , khối lượng của chúng có thể được mô tả như hình nón đã tham gia, bỏ qua halos vật chất tối hình cầu của chúng (hầu hết là vô hại).

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

Ở khoảng cách 1,9 năm ánh sáng, Betelgeuse sẽ trông rất giống Sao Hỏa. Nếu chúng ta giả sử kết quả thảm họa từ một ngôi sao gần hơn đường kính của vòng xoắn ốc (khoảng 200 AU), thì:

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

Trung bình, một ngôi sao có thể di chuyển 110 nghìn năm ánh sáng trước khi nó sượt qua một ngôi sao khác, nhỏ hơn một chút so với đường kính của Andromeda. Tỷ lệ sao từ Dải Ngân hà không tiếp cận trong vòng 200 AU sao ở Andromeda ít nhất là . Để Trái đất tiếp cận trong vòng 4 AU của một ngôi sao khác (một bán kính Betelgeuse), nó có thể được dự kiến ​​sẽ di chuyển xa hơn ít nhất 2500 lần, với vận tốc tương đối 300 km / s sẽ mất . 9 × 10 18 s ≈ 300 b i l l i o n y đ một r $1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

Thông thường khi hai thiên hà va chạm vào nhau, đó là khí tương tác với nhau. Tỷ lệ các ngôi sao tác động lẫn nhau gần như bằng không do khoảng cách rất lớn giữa các ngôi sao. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các hành tinh va vào nhau.

Khoảng thời gian về điều này xảy ra quá lớn đến nỗi tâm trí chúng ta khó có thể hiểu được những khoảng cách này (và thời gian diễn ra các quá trình này), và vào thời điểm đó, nhiều điều khác có thể đã xảy ra làm thay đổi tình hình của hệ mặt trời của chúng ta làm cho khó dự đoán những gì sẽ xảy ra với con người. Ví dụ, một vụ va chạm thiên thạch như vụ giết khủng long có thể giết chết tất cả sự sống trên trái đất một tỷ năm kể từ bây giờ, để chúng ta thậm chí không thấy điều gì xảy ra với cuộc sống của con người khi andromeda tương tác với cách thức sữa.

Va chạm trực tiếp giữa các ngôi sao và các hành tinh rất khó xảy ra, do mật độ vật thể tương đối thấp trong Dải Ngân hà và Andromeda. Chẳng hạn, mật độ sao trong vùng lân cận mặt trời chỉ là 0,004 sao mỗi năm ánh sáng.

Vấn đề là tương tác hấp dẫn giữa các vật thể không thấp. Các ngôi sao cuối cùng vượt quá gần các hệ thống khác có thể phá vỡ quỹ đạo của các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi và điều này có thể gây ra vấn đề nếu chúng ta vẫn ở đó. Tôi sẽ suy đoán rằng các hành tinh và các vật thể khác sẽ xuất hiện ở khắp mọi nơi và hệ thống có thể trở thành một phòng trưng bày bắn súng.

Nếu mặt trời rộng 10 cm, Alpha Centauri sẽ cách xa 3200 km. 1

Nếu mặt trời là một quả cam, thì cú sốc chấm dứt, ranh giới cực đoan của hệ mặt trời, nơi gió liên sao có nhiều hơn gió mặt trời, có đường kính khoảng 1 km. Các ngôi sao khác nhau sẽ không có xu hướng can thiệp vào ranh giới sốc chấm dứt của nhau. bạn thậm chí sẽ không thấy một mức độ thay đổi nhiệt độ trái đất từ ​​một ngôi sao khác đi gần hệ mặt trời.

Nếu các phần dày đặc nhất trong thiên hà của chúng ta dày hơn 3000 lần so với khu vực lân cận, thì chúng ta đang nói về một đám mây cam, mỗi phần cách nhau một km, trong kịch bản dày đặc nhất.

Rất có thể đó là sự va chạm mạnh mẽ của một đám mây cam cách nhau 3000 km, Dải Ngân hà có tổng chiều dài 10 triệu km, nếu mặt trời là một quả cam.

Wiki sais rằng đó sẽ là xác suất không đáng kể của hai ngôi sao va chạm.

Sự va chạm của các thiên hà không làm thay đổi thách thức vận chuyển sự sống ra khỏi hành tinh của chúng ta, so với những gì nó đã có. chúng ta đã phải vượt qua 32000km đến hàng chục ngôi sao gần đó, nếu con người chúng ta cao 1,4 Angstroms ... thì nhân mã alpha sẽ cách đó 3200 km.

https://en.wikipedia.org/wiki/Andromeda%E2%80%93Milky_Way_collision#Stellar_collutions

1- http://www.wolframalpha.com/input/i=%281mm%2Fearth+diameter+%29+*alpha+centauri+distance