Cosa accadrà alla vita sulla Terra quando le galassie di Andromeda e della Via Lattea si scontrano?

Si dice che le galassie di Andromeda e della Via Lattea si stiano avvicinando l'una all'altra con una velocità di circa 400000 km / ora. Saranno insieme nei prossimi 4 miliardi di anni.

1. Cosa accadrà alla vita sulla Terra o agli esseri umani sulla Terra?
2. Se stiamo per scontrarci nei prossimi 4 miliardi di anni, allora quanto tempo dovremmo intraprendere per il viaggio interstellare?
3. Gli scienziati stanno lavorando a tali progetti per un viaggio interstellare?
4. Saremo in grado di far allontanare qualcosa come la Terra da questa galassia / Terra / sistema solare e, considerando la velocità di strumenti / astronavi umani, quanto tempo ci vorrà per andare in un posto sicuro?

Cosa accadrà alla vita sulla terra o agli esseri umani sulla terra?

Supponendo che gli esseri umani, o la vita, esistano ancora sulla Terra in quel momento, saranno sopravvissuti così tanto a causa della continua morte del sole, che le perturbazioni gravitazionali dovute alla collisione galattica non saranno nulla.

Tieni presente che in circa 1-2 miliardi di anni, il sole sarà così caldo e grande che tutta l'acqua sarà bollita dalla terra nello spazio. Circa 3 miliardi di anni fa, la superficie della Terra sarà così calda che i metalli si scioglieranno.

Ogni vita che è sopravvissuta a quegli eventi e vive ancora sulla Terra subirà sicuramente una collisione galattica a grandi passi.

Immagino, tuttavia, che la maggior parte degli umani sarà fuggita dalla Terra - se non per sistemi stellari distanti, almeno per i pianeti del nostro sistema che si scalderanno abbastanza per l'abitazione umana.

Se stiamo per scontrarci nel prossimo 4 miliardi di anni, allora quanto tempo dovremmo intraprendere per il viaggio interstellare?

Il prima possibile. Quando il viaggio interstellare diventa possibile, dovremmo iniziare a inviare navi per colonizzare altri pianeti e sistemi stellari. Ciò richiederà probabilmente molto tempo, ma se vogliamo sopravvivere più di un miliardo di anni, è necessario. Tieni presente che il Sole e Andromeda sono eventi che possiamo prevedere. Non sappiamo e non possiamo prevedere il prossimo attacco di asteroidi cataclismici, che probabilmente accadrà in un tempo inferiore a un miliardo di anni. Ci sono molte ragioni per uscire dal pianeta, dovremmo essere preoccupati per quelli che non possiamo prevedere o vedere, non quelli che possiamo prevedere.

Gli scienziati stanno lavorando a tali progetti per un viaggio interstellare?

Sì, ma a piccoli passi. Le missioni con equipaggio nello spazio, sulla luna e la vita a bordo della ISS hanno fornito informazioni significativamente preziose che verranno utilizzate in tali missioni interstellari. Mentre continuiamo a spingere i confini della nostra capacità di sopravvivere nello spazio, alla fine saremo in grado di vivere nello spazio, forse intere vite saranno trascorse nello spazio. Man mano che la tecnologia del motore va oltre il semplice sollevamento delle persone dal pozzo gravitazionale terrestre, alla fine invieremo le persone a lunghi viaggi fuori dal nostro sistema solare.

È molto, molto lontano, ma ogni anticipo ci avvicina a quell'obiettivo finale.

4 miliardi di anni sono gli stessi tempi della vita rimanente al nostro Sole.

Quindi se non abbiamo ancora inventato viaggi interstellari, siamo fregati, con o senza Andromeda.

Inoltre, le stelle non interagiscono direttamente tra loro in una collisione galattica. Ciò che noteremo dalle diverse stelle in cui ci troviamo è che le orbite attorno al centro galattico saranno alterate dalla massiccia perturbazione gravitazionale creata dall'altra galassia. Quasi tutte le stelle cambieranno orbite da quella in orbita attorno al centro galattico a orbita attorno al centro di massa di entrambe le galassie. Alcune stelle verranno espulse dalla nuova galassia più grande. È abbastanza sicuro pensare che i pianeti continueranno a orbitare attorno alle loro stelle, ma non che non avranno alcune alterazioni nelle loro orbite.

D'altra parte, dall'interazione gas a gas, ci saranno molte nuove onde di pressione nel mezzo interstellare, che spiegheranno la formazione di miliardi di nuove stelle in nuove nebulose.

Innanzitutto, nota che quando Andromeda sarà abbastanza vicino da far temere le collisioni con stelle erranti, la temperatura media della Terra sarà cambiata in modo significativo e il pianeta sarà irriconoscibile.

$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}$

Il bilancio energetico di Earth wr Sol fornisce la temperatura superficiale prevista:

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

Poiché la temperatura superficiale media sulla Terra non è - è e già circa più calda che in un futuro airless - possiamo vedere l'atmosfera ha un ruolo significativo nel trattenere il calore. Supponendo che le crescenti esigenze di raffreddamento non inducano l'atmosfera a trattenere più calore, si prevede che la temperatura media della superficie salirà a .$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

La temperatura media dell'Antartide è ora di in inverno e in estate. Si prevede che questi saliranno rispettivamente a (appena sotto lo zero) e (ben sopra lo zero), e questo è uno scenario ottimale. L'Antartide si scioglierà. Ciò produrrà la maggiore componente (60%) dell'aumento del livello del mare, in totale circa .$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

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Se la Terra fosse ancora abitata tra quattro miliardi di anni, è estremamente improbabile che la Terra cada in una stella di Andromeda.

Lo spazio è grande Veramente grande. Semplicemente non crederai a quanto sia enorme, enorme, strabiliante.

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

La Via Lattea ha un diametro di circa 100.000 anni luce e contiene circa 400 miliardi di stelle. Andromeda è più grande e più denso; può avere un trilione di stelle e un diametro di 140.000 anni luce. Mancano 2,5 milioni di anni luce ma appare sei volte più grande di Sol.

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

Se le due galassie fossero semplicemente sovrapposte, ci sarebbero circa cento stelle per anno luce quadrata, viste da infinitamente lontano lungo l'asse di rotazione. Tuttavia, la Via Lattea è un'ellisse 2: 1 vista da Andromeda, mentre vediamo Andromeda come un'ellisse 3: 1. Proiettando entrambi su un piano tra loro, perpendicolare a una linea tra i loro buchi neri centrali, darebbe una regione di sovrapposizione con dimensioni tra e , con al massimo metà della Via Lattea al di fuori di essa. È probabile che Sol sia coinvolto nella collisione, poiché dista circa 27.200 anni luce dal centro galattico.$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Ciò non significa, tuttavia, che la Terra si avvicinerà a un'altra stella, che Sol potrebbe scontrarsi o che il sistema solare verrà distrutto.

Considerando probabilisticamente lo scenario peggiore (l'intera Via Lattea cade attraverso Andromeda al primo passaggio), esiste un percorso libero medio per le stelle. La densità stellare effettiva delle galassie in collisione è:

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

dove l'unione dei volumi delle due galassie sarebbe un'espressione molto complicata. Molto approssimativamente , i loro volumi possono essere descritti come coni uniti, ignorando i loro aloni sferoidali della materia oscura (che sono per lo più innocui).

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

A una distanza di 1,9 anni luce, Betelgeuse assomiglierebbe molto a Marte. Se assumiamo i risultati di un disastro da una stella più vicina del diametro dell'eliosfera (circa 200 UA), allora:

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

In media, una stella può viaggiare per 110 mila anni luce prima di sfiorare un'altra, leggermente inferiore al diametro di Andromeda. La proporzione di stelle della Via Lattea che non si avvicinano entro 200 UA delle stelle in Andromeda è almeno . Affinché la Terra si avvicini entro 4 UA di un'altra stella (un raggio di Betelgeuse), ci si può aspettare che viaggi almeno 2500 volte più lontano, che a una velocità relativa di 300 km / s richiederebbe . 9 × 10 18 s ≈ 300 b i l l i o n y e a r $1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

Le collisioni dirette tra stelle e pianeti sono altamente improbabili, a causa della densità relativamente bassa degli oggetti nella Via Lattea e in Andromeda. Ad esempio, la densità stellare nel quartiere solare è solo di 0,004 stelle per anno luce cubo.

Il problema è che le interazioni gravitazionali tra oggetti non sono basse. Le stelle che alla fine passano troppo vicino ad altri sistemi potrebbero interrompere le orbite di pianeti, asteroidi e comete, e questo può essere problematico se siamo ancora in giro. Vorrei ipotizzare che i pianeti e altri oggetti sarebbero proiettati dappertutto e che il sistema potesse diventare una galleria di tiro.

Normalmente quando due galassie si scontrano, è il gas che interagisce tra loro. Le probabilità che le stelle si influenzino a vicenda sono quasi zero a causa delle enormi distanze tra le stelle. Lo stesso vale per i pianeti che si colpiscono l'un l'altro.

I tempi su questo avvenimento sono così grandi che è difficile per la nostra mente capire queste distanze (e i tempi in cui avvengono questi processi) e, a quel punto, potrebbero essere accadute molte altre cose che cambiano la situazione del nostro sistema solare rendendo difficile prevedere cosa accadrà agli umani. Ad esempio, un impatto meteorico come quello che ha ucciso i dinosauri potrebbe uccidere tutta la vita sulla terra tra un miliardo di anni, quindi non siamo nemmeno lì per vedere cosa succede alla vita umana quando andromeda interagisce con la Via Lattea.

Se il sole fosse largo 10 cm, Alpha Centauri sarebbe a 3200 chilometri di distanza. 1

Se il sole era un'arancia, lo shock di terminazione, il limite estremo del sistema solare, dove i venti interstellari sono più conseguenti del vento solare, ha un diametro di circa 1 km. Le diverse stelle non tenderebbero a interferire con il confine dello shock di terminazione reciproca. non vedresti nemmeno un grado di variazione della temperatura terrestre da un'altra stella che passa vicino al sistema solare.

Se le parti più dense della nostra galassia sono 3000 volte più dense di stelle rispetto al nostro quartiere, stiamo parlando di una nuvola di arance, ognuna delle quali è separata da un chilometro, nello scenario più denso.

Molto probabilmente è la drammatica collisione di una nuvola di arance separate ciascuna da 3000 km, la Via Lattea in totale sarebbe larga 10 milioni di chilometri, se il sole fosse un'arancia.

Wiki dice che sarebbe trascurabile la probabilità che anche due stelle si scontrino.

La collisione delle galassie non cambia la sfida di trasportare la vita lontano dal nostro pianeta, rispetto a ciò che già è. dobbiamo già attraversare i 32000 km per una dozzina di stelle vicine, se noi umani misurassimo 1,4 Angstrom in altezza ... l'alfa centauro sarebbe a 3200 km a piedi.

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