Будущее солнечной системы будущее вселенной

Судьба Солнечной системы. Часть1

Потенциальная колонизация космоса рассматривается учеными не только ради научного интереса. Многие специалисты обеспокоены весьма не радостными прогнозами относительно будущего нашей планеты и Солнечной системы в целом. Поэтому колонизация в данном случае рассматривается как один из способов восполнения постоянно сокращающихся земных запасов, а также как «отходной путь» в случае глобальной космической катастрофы.

Будущее нашей галактики в первую очередь зависит от процессов, происходящих на поверхности и в недрах Солнца, так как именно Солнце является основным источником энергии, а также центром гравитационного притяжения. Наше светило представляет собой динамически развивающееся тело, которое с течением времени расширяется (при этом светимость Солнце возрастает), а также перемещается по определенной траектории вокруг центра Галактики.

По предположениям ученых, наше Солнце относится к достаточно молодым звездам – в своем развитии оно не прошло и половины пути. Тем не менее, в недрах звезды происходят необратимые процессы, которые приводят к постоянному росту светимости. Согласно гипотезе ученых, при достижении возраста в 7,5 миллиарда лет, Солнце перейдет в фазу красного гиганта, и его диаметр увеличится в 160 раз (диаметр по своим размерам превысит диаметр орбиты Венеры). Данная фаза продлится несколько десятков миллионов лет, после чего Солнце превратится в белый карлик (при этом его размер уменьшится в 10 раз, а светимость увеличиться в 40 раз).

Фаза белого карлика продлится приблизительно 100-150 миллионов лет, при этом запасы гелия будут активно сокращаться. При истощении запасов гелия и водорода Солнце снова превратится в красного гиганта, а также потеряет свою стабильность (светимость будет то резко возрастать, то понижаться). Все эти процессы будут сопровождаться усилением солнечного ветра. После этого Солнце снова войдет в фазу белого карлика и начнет постепенно остывать. Уровень гравитационного притяжения заметно уменьшится, что приведет к расширению орбит всех планет Солнечной системы. При этом все планеты (в том числе и Земля) будут представлять собой замороженные безжизненные миры).

Теперь перейдем непосредственно к рассмотрению судьбы каждой планеты. Меркурий из-за близости к Солнцу первый претерпит значительные изменения. В результате расширения Солнца Меркурий будет сильно разогреваться, а когда Солнце перейдет в фазу красного гиганта, планета и вовсе будет поглощена поверхностными слоями звезды и погибнет. Похожая участь уготована и Венере, тем не менее, по всей видимости, планета не будет поглощена Солнцем на этапе красного гиганта, однако прекратится в раскаленную пустыню без всякой атмосферы. При вхождении Солнца в фазу белого карлика Венера будет представлять собой безжизненное замороженное тело. В связи с этим, проекты по потенциальному терраформированию ближайших к Солнцу планет изначально рассматриваются как временные.

Что касается Земли, то с течением времени она тоже станет непригодной для жизни в результате увеличения светимости Солнца. Поверхность нашей планеты сильно нагреется солнечным излучением, в результате чего все живое на Земле постепенно (через 3 миллиарда лет) вымрет. При вхождении Солнца в фазу красного гиганта Земля (как и Венера), выживет, однако ее поверхность будет представлять собой раскаленную пустыню, а атмосфера будет сорвана солнечным ветром. При вхождении Солнца в фазу белого карлика, Земля начнет постепенно остывать и в итоге полностью погрузится во тьму.

Таким образом, можно сделать вывод, что судьба ближайших к Солнцу планет вполне определена. Однако, несмотря на такие «нерадужные прогнозы», время у человечества еще достаточно. Именно поэтому уже сейчас ученые разрабатывают проекты по колонизации космических объектов (как Солнечной системы, так и других галактик), которые могли бы стать местом для последующего переселения людей.

Галетич Юлия, 15.04.2014
Перепечатка без активной ссылки запрещена!

Источник

Что ждет нашу Вселенную в будущем?

Судьба Вселенной определена законами природы, контролирующими и направляющими все события, которые в ней происходят. Будучи разумным и весьма и любопытным видом, мы поставили перед собой задачу узнать все эти законы, хотя и понимаем, что не в состоянии их изменить.
Наши нынешние знания в области астрономии помогают нам предположить, какие интересные события произойдут во Вселенной в далеком будущем. Итак, начнем:

Спустя 100 000 лет: смерть красного сверхгиганта

Красный сверхгигант — звезда Антарес настолько велика, что если ее разместить в центре нашей Солнечной системы, она поглотит орбиту Марса.

Солнце по сравнению со звездой Антарес. Источник: Википедия

Такие массивные, как Антарес, звезды сжигают свое ядерное топливо всего за несколько миллионов лет, а затем разрушаются под действием собственной чудовищной гравитации, что вызывает впечатляющий взрыв, называемый сверхновой. Взрыв Антареса будет настолько ярким, что будет виден на Земле даже днем, даже на расстоянии полутора тысяч световых лет! Земля будет находиться на достаточно безопасном расстоянии от этого события, и оно не будет являться для нас угрозой.

Через 300 000 лет: возможный поток гамма-лучей, который может уничтожить жизнь на Земле

Одна из звезд в звездной системе WR 104, расположенной 7500 световых лет от нас, находится на стадии, предшествующей появлению сверхновой. Существует вероятность того, что звезда при переходе в состояние сверхновой может создать плотно сфокусированный луч высокоэнергетических гамма-лучей с обоих своих полюсов. Такие гамма-всплески (GRB) признаны явлением с наибольшей энергетикой, присущей известным космическим объектам.

Представление художника о взрывающейся звезде, излучающей гамма-всплеск (GRB). Источник: ESO

Сфокусированные гамма-лучи могут легко уничтожить всю жизнь на нашей планете, даже если придут с относительно большого расстояния. Изучив свойства этой звезды, мы предполагаем, что GRB может произойти в направлении, которое приблизительно ориентировано на Землю. Существует очень небольшая вероятность того, что направление GRB будет именно таким, которое мгновенно уничтожит всю жизнь на Земле.

Через 1 миллиард лет: Солнце становится все больше и ярче

Прежде чем стать красным гигантом, Солнце увеличит свою яркость на 10%. Это в конечном итоге приведет к снижению уровня углекислого газа, что сделает невозможным фотосинтез. Более высокая светимость также увеличит среднюю температуру на Земле до таких значений, при которых испарятся все океаны. Добро пожаловать на Марс!

Иллюстрация художника о бесплодной Земле, лишенной океанов. Источник: Public Domain Pictures

С этого момента сложная жизнь на Земле станет практически невозможна. Земли, которую мы знаем сегодня, больше не будет. По мере того, как Солнце будет становиться все больше и ярче, вся жизнь на Земле постепенно погибнет, и средняя температура поверхности нашей планеты преодолеет отметку в тысячу градусов.

Через 4 миллиарда лет: столкновение галактик Андромеда и Млечный путь

Галактика Андромеда столкнется с галактикой Млечный Путь. Это будет великолепный гравитационный танец из триллионов звезд Андромеды и более 200 миллиардов звезд Млечного Пути. Но из-за огромных расстояний между каждой звездой очень маловероятно, что любые две звезды столкнуться в ходе этого процесса.

Столкновение двух галактик

Однако такое столкновение галактик создаст новые звезды из-за повышения плотности газообразного водорода. Объединенная галактика, скорее всего, будет эллиптической, и будет называться, к примеру, Андро-Путь. Ну или Млечномеда. Две сверхмассивные черные дыры (SBHs) в центре каждой из бывших галактик сольются в поистине гигантскую черную дыру, имеющую массу

1 миллиард масс Солнца!

Через 100 миллиардов лет: все солнцеподобные звезды мертвы, жизнь вокруг таких звезд невозможна

Чем больше звезда, тем быстрее и эффектнее ее смерть. Самые большие звезды Вселенной умирают всего за несколько миллионов лет, так как они быстро тратят свое ядерное топливо. Материал, выброшенный из них, в конечном итоге рождает менее массивные звезды, подобные Солнцу. Солнцеподобные звезды умирают медленнее, поскольку они потребляют свое ядерное топливо умеренно, и способны поддерживать жизнь на планетах, обращающихся вокруг них, в течение достаточно долгого времени.

Временная диаграмма, показывающая жизненный цикл солнечных звезд. Источник: Википедия

Максимальная продолжительность жизни таких звезд составляет не более

10 миллиардов лет, после чего они становятся умирающими белыми карликами, неспособными поддерживать жизнь вокруг себя.
Через 100 миллиардов лет все существующие солнцеподобные звезды будут долгожителями.
Вряд ли какие-либо новые звезды, подобные Солнцу, будут созданы после этого срока. Это связано с замедлением скорости звездообразования в галактике.

1 триллион лет: красные карлики — единственные звезды, которые еще существуют

Звезды, которые меньше Солнца, красные карлики, расходуют топливо еще медленнее. Продолжительность жизни таких звезд составляет

1-20 трлн. лет, что по крайней мере в 100 раз больше, чем жизнь солнцеподобных звезд. Известно, что около 75% из 200 миллиардов звезд в нашей галактике являются красными карликами, что делает их наиболее распространенным типом звезд. Таким образом красные карлики являются единственной надеждой на поддержание жизни в будущем.

Сравнение размеров звезды красного карлика с нашим Солнцем. Источник: НАСА

Поскольку звезды типа красного карлика довольно малы и распространены, в сочетании с их впечатляюще долгим «срокам службы», они будут существовать около100 трлн. лет. По сравнению с младенческим возрастом нашей Вселенной (

13,8 миллиарда лет), 100 триллионов лет возможного развития жизни вокруг красных карликовых звезд является довольно серьезным преимуществом в пользу этих маленьких звездочек.
Однако, как это не печально, примерно через 100 триллионов лет даже стойкие красные карлики умрут, не оставив звезд, способных сохранять жизнь.
Ближайшая звезда к Солнцу, Proxima Centauri, является красным карликом и находится всего в 4,3 световых годах от нас. Мы знаем, что делать, чтобы спасти себя.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Будущее Вселенной

Будущее Вселенной – один из основных вопросов космологии, ответ на который зависит, в первую очередь, от таких характеристик и свойств Вселенной как ее масса, энергия, средняя плотность, а также скорость расширения.

Что мы знаем о Вселенной?

Для начала следует определить само понятие «Вселенная», которое имеет место быть как в астрономии, так и философии. В области астрономии наблюдаемую область Вселенной называют Метагалактикой или просто астрономической Вселенной. Однако, с теоретической точки зрения, которая учитывается большинством моделей и сценариев развития Вселенной, она представляет собой колоссальную систему, выходящую за пределы возможного наблюдения.

Одним из важнейших свойств Вселенной, которое было открыто относительно недавно – это практически однородное и изотропное расширение, которое также оказалось ускоренным. В зависимости от продолжительности этого расширения история Вселенной может принять один из двух предполагаемых сценариев.

Возможные сценарии развития нашего мира

В первом случае расширение будет продолжаться до бесконечности, вместе с этим средняя плотность вещества во Вселенной будет стремительно падать, приближаясь к нулю. Коротко говоря, вся начнется с распада скоплений галактик, а закончится делением протона на кварки.

Второй сценарий учитывает постулаты общей теории относительности (ОТО), которая гласит о том, что при значительном росте плотности вещества искривляется пространство-время. Если расширение все же начнет замедляться, то вероятнее всего в какой-то момент оно обернется сжатием. Тогда Вселенная начнет сжиматься, а средняя плотность ее вещества – стремительно расти. При таком ходе событий, согласно ОТО, пространство-время будет постепенно искривляться до тех пор, пока Вселенная не замкнется сама на себе, вроде поверхности обычной сферы, но с большим количеством измерений, чем мы привыкли себе представлять.

Космологические эпохи Вселенной

В попытках предсказать дальнейшую судьбу астрономической Вселенной, ученые разделили ее существование на следующие этапы:

Эпоха звезд (10 6 – 10 14 лет Вселенной). Эпоха, в которую мы живем, и которая отличается активным формированием и рождением звезд. Эпоха звезд будет длиться до того момента, пока не будут исчерпаны все запасы межзвездного газа. К тому времени красные карлики, небольшие и относительно холодные звезды (2000 – 3000 К), окончательно потухнут, переработав все внутреннее топливо. Солнце же, примерно через 5 млрд. лет (около 19 х 10 9 лет Вселенной) обернется красным гигантом, сбросив с себя верхние слои, которые вероятно поглотят Меркурий и Венеру. Если Землю не постигнет та же участь, то наша планета станет раскаленной и покроется лавой. Спустя еще 2 млрд. лет Солнце оставит после себя лишь белого карлика, а Млечный Путь начнет сливаться с галактикой Андромеда, в результате чего образуется новая единая галактика.
Эпоха распада (10 15 – 10 39 лет). Временной отрезок жизни Вселенной, к началу которого топливо большинства звезд будет переработано, и они перейдут к последнему этапу своей эволюции, существованию в виде белых карликов, нейтронных звезд или черных дыр, в зависимости от изначальных характеристик тела. Термоядерные реакции будут иметь место лишь в недрах коричневых карликов, которых в космическом пространстве останется незначительное количество. Постепенно галактики одного и того же скопления сольются воедино.

Конец эпохи распада в представлении художника. Пространство без звезд выглядит пугающе.

Для того, чтобы получить позитроний сегодня, ученым нужна массивная сложная аппаратура. Но в конце он будет единственным, что может существовать.

Будущее Вселенной

Несмотря на то, что вещество Вселенной постепенно аннигилирует, само пространство может эволюционировать по четырем гипотетическим сценариям:

Если со временем расширение Вселенной замедлится, а после — обернется в сжатие, то конечным этапом ее жизни станет Большое сжатие. В результате чего все вещество коллапсирует и вернется в изначальное свое состояние – сингулярность.
Иной сценарий — средняя плотность вещества Вселенной точно определена и является таковой, что расширение постепенно замедляется.
Наиболее вероятная, в силу современных результатов наблюдений, модель. Подразумевает равномерное расширение Вселенной, по инерции.
Стремительный рост скорости расширения Вселенной, который приведет наш мир к так называемому Большому разрыву.

‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Будущее Вселенной» title=»Будущее Вселенной»>