Временная шкала далекого будущего. Часть 3. От 1 миллиона до 1 миллиарда лет вперёд
Часть 3. От 1 миллиона до 1 миллиарда лет вперёд (ссылки на другие части см. ниже)
1,4 миллиона — звезда Глизе 710 пройдёт на расстоянии 0,3—0,6 светового года от Солнца. При этом гравитационное поле звезды может вызвать возмущение облака Оорта, увеличив вероятность кометной бомбардировки внутри Солнечной системы;
2 миллиона — американский зонд «Пионер-10» достигнет окрестностей звезды Альдебаран;
4 миллиона — американский зонд «Пионер-11» пролетит вблизи одной из звёзд либо нынешнего созвездия Орла, либо созвездия Стрельца, хотя в настоящее время он летит в сторону созвездия Щита;
7 миллионов — время, за которое полностью распадается молекула ДНК. Если человечество вымрет по теореме о конце света, то к этому времени другие цивилизации не смогут воскресить наш биологический вид напрямую;
10 миллионов — расширившаяся Восточно-Африканская рифтовая долина будет затоплена водами Красного моря, Африканский континент будет разделён новым океанским заливом;
40 миллионов — спутник Марса Фобос упадёт на его поверхность;
50 миллионов — австралия пересечёт экватор и столкнётся с Юго-Восточной Азией. Калифорнийское побережье начнёт погружаться под Алеутский жёлоб, а Африка столкнётся с Евразией, закрыв Средиземное море и создав горную систему, сравнимую с Гималаями;
100 миллионов — в течение этого времени вероятно столкновение Земли с метеоритом, по размерам аналогичным тому, чьё падение гипотетически привело к мел-палеогеновому вымиранию 66 миллионов лет назад;
150 миллионов — антарктида присоединится к Австралии. Америка столкнётся с Гренландией;
150 миллионов — оценка энергетических резервов для поддержки жизни на Земле, если возможно извлечь весь дейтерий из морской воды, полагая мировое потребление энергии 1995 года;
230 миллионов — с этого момента становится невозможно предсказать орбиты планет;
240 миллионов — Солнечная система закончит полный оборот вокруг центра галактики;
250 миллионов — континенты Земли объединятся в новый суперконтинент;
500 миллионов — жизнь на поверхности Земли для животных и растений становится невозможной из-за увеличения яркости Солнца и температуры планеты;
600 миллионов — приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно. При этом продолжат наблюдаться кольцеобразные затмения (прохождения Луны по диску Солнца);
600 миллионов — концентрация CO2 упадёт ниже критического порога (около 50 частей на миллион), необходимого для поддержания C3-фотосинтеза. На тот момент деревья и леса в их нынешней форме не смогут существовать.
Источник
Временная шкала далекого будущего. Часть 4. От 1 миллиарда до 1 триллиона лет вперёд
Часть 4. От 1 миллиарда до 1 триллиона лет вперёд (ссылки на другие части см. ниже)
1,1 миллиарда — исчезнет морская вода на всей Земле, а средняя глобальная температура поверхности достигнет 320 К (47 °С; 116 °F);
3,5 миллиарда — условия на поверхности Земли станут сравнимы с теми, которые мы наблюдаем на Венере сейчас, а температура на её поверхности поднимется до 1400 K (1130 °C; 2060 °F);
3,6 миллиарда — приблизительное время, когда спутник Нептуна Тритон достигнет планетарного предела Роша и, распавшись, превратится в новое планетарное кольцо;
4,5 миллиарда — ожидается столкновение Млечного Пути и галактики Андромеды. В результате столкновения две галактики объединятся в одну;
5,4 миллиарда — Солнце начинает превращаться в красный гигант. В результате этого температура поверхности Титана, спутника Сатурна, может достичь температуры, необходимой для поддержания жизни;
7,6 миллиарда — после того, как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, но размером только с Землю. Изначально этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 К и светимость 3500 солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет будет остывать и угасать;
22 миллиарда — согласно теории Большого разрыва, наша Вселенная прекратит своё существование. Экспериментальные доказательства этой гипотезы пока недостаточны;
50 миллиардов — воздействие приливных сил сделает равными период вращения Луны вокруг Земли и период вращения Земли вокруг своей оси. Луна и Земля окажутся обращёнными друг к другу одной стороной. При условии, что обе уцелеют при превращении Солнца в красный гигант;
100 миллиардов — время, когда расширение Вселенной уничтожит все доказательства Большого Взрыва, оставив их за горизонтом событий, что, вероятно, сделает космологию невозможной;
>400 миллиардов — время, за которое торий (и гораздо раньше — уран и все прочие актиноиды) всей Солнечной системы распадутся менее чем к 10−10% сегодняшней массы, оставляя висмут самым тяжёлым химическим элементом.
Источник
Учёный рассказал о судьбе Вселенной через триллионы лет
Согласно одной из классических теорий современной физики, Вселенная постоянно расширяется. Итогом станет полная пустота, в которой на расстоянии миллиардов световых лет друг от друга будут умирать чёрные карлики. По мнению некоторых учёных, даже через два триллиона лет Вселенная не перестанет гореть огнями взрывающихся звёзд.
Белый карлик
Концом Вселенной, как предполагается, станет так называемая «тепловая смерть», когда погаснут звёзды, взорвутся сверхновые, а температура приблизится к абсолютному нулю. Наибольшую активность будут подавать чёрные дыры, но предсказать, что с ними случится, решаются не многие исследователи. Несмотря на столь печальную картину, есть учёные, полагающие, что даже в таком состоянии Вселенная не будет пустой и тёмной.
Мэтт Кэплан из Университета штата Иллинойс решил подробно изучить, что произойдёт во Вселенной спустя триллионы лет. Известно, что большие массивные звёзды оканчивают свою жизнь взрывом сверхновой. Небольшие же по весу и размеру объекты превращаются в белых карликов — звёзды с массой в 10 раз больше Солнца. Они не способны превратиться в сверхновые, попросту медленно угасая. По прогнозам учёных, спустя два триллиона лет эти звёзды остаточно потускнеют, превратившись в чёрных карликов, которые так и останутся невидимыми холодными телами, летящими в мёртвой Вселенной.
Взрыв сверхновой
По мнению Кэплана, чёрные карлики всё же могут стать сверхновыми, однако на это потребуется куда больше времени, чем обычно. По его словам, синтез происходит даже при нулевой температуре благодаря квантовому туннелированию. Правда, он отмечает, что не все чёрные карлики взорвутся, а только самые массивные. Для этого чёрный карлик должен быть от 1,2 до 1,4 массы Солнца, а это лишь 1% всех существующих сегодня звёзд. И хотя этот процент кажется крайне малым, на практике это около миллиарда триллионов звёзд, которые будут взрываться даже через триллионы лет.
Источник
Как умрёт Вселенная
Вселенная — глобальный объект, который включает в себя время, космос и всё его содержимое: галактики, звёзды, планеты, их луны, все прочие тела, всю материю, всю энергию. Этот огромный и замечательный объект когда-то зародился. Как у всего хорошего, у Вселенной тоже есть свой конец. С прошлым и зарождением Вселенной учёные вроде как определились. А вот предсказания о конце Вселенной остаются набором теорий, которые выдают разный результат в зависимости от принимаемых значений нескольких постоянных.
Рождение и жизнь
Доминирующей теорией зарождения Вселенной в современной науке является Большой взрыв. Если экстраполировать видимое расширение Вселенной, 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад всё вещество находилось в одной точке нулевого размера с бесконечной плотностью и температурой. Затем началось расширение. Мало какие из последующих процессов находятся в пределах полного понимания современной физики.
За пикосекунды из кварк-глюонной плазмы зародились элементарные частицы. В дальнейшем из них образовались протоны и нейтроны, те в свою очередь дали ядра лёгких изотопов. Пока лишь ядра — до атомов веществу далеко.
Спустя 70 тысяч лет от начальной точки вещество начинает доминировать над излучением. Примерно с 380 тысяч лет после Большого взрыва электроны и ядра впервые образуют нейтральные атомы. Звёзд ещё не существует. Самые первые образуются с 550 миллионов лет после Большого взрыва. Звёзды собираются в галактики. Последних гравитационное взаимодействие формирует в скопления.
Согласно небулярной гипотезе, через ≈9 миллиардов лет после Большого взрыва (или ≈4,6 миллиардов лет назад) из одного газопылевого облака начало формироваться то, что позже станет Солнечной системой. Фрагмент облака сжался в шар по центру, окружающие его части тоже сжимались и вращались быстрее, формируя характерный диск. Из шара зажглась наша звезда, в холодных краях в сгущениях материи образовывались планеты.
В этом кратком описании нас интересует возможность предсказать, сколько Солнце ещё может просуществовать. Через 13,799 миллиардов лет после того, как всё началось, у нас есть голубая от океанов Земля, жизнь и бесплатная порнография по сетям передачи данных. Удобный нам порядок жизни будет существовать долго, но лишь по человеческим меркам.
Через 2,4 миллиарда лет от настоящего момента Млечный путь и Галактика Андромеды столкнутся. С Земли это наблюдать будет некому. Жизнь на нашей планете вымрет через примерно миллиард лет — Солнце будет давать слишком много тепла, и океаны просто испарятся. Сама звезда просуществует долго.
Жизненный цикл Солнца.
Через миллиарды лет Солнце уже будет красным гигантом, давно израсходовавшим свои запасы водородного топлива. Оно расширится в примерно 250 раз. Некоторые исследования показывают, что до схлапывания в белый карлик Солнце всё же захватит Землю, поскольку орбита планеты опустится ниже. Впрочем, это неважно — через 7,6 миллиардов лет, когда это произойдёт, на нашей планете уже не будет ничего живого. Солнце будет светить ещё миллиарды лет, но куда тусклее. В конце концов оно превратится в чёрного карлика. Ещё через миллиарды лет гравитация других звёзд отберёт оставшиеся планеты. Солнечная система прекратит существование.
В ближайшие сотни миллионов лет о гибели Земли беспокоиться не нужно — в этот период Солнечная система устойчива. Выгорание топлива ближайшей звезды через миллиарды лет невозможно назвать даже проблемами. У современного человечества есть настоящие задачи, которые грозят значительным ухудшением качества жизни. Их много: от перестающих работать антибиотиков из-за появления супербактерий до глобального изменения климата из-за выброса парниковых газов. Наконец, есть банальная опасность развязать термоядерную войну или уничтожить самих себя каким-либо ещё образом.
Возможно, наши потомки сдвинут орбиту Земли или вовсе переселятся с неё. Возможно, Земля переживёт этот процесс без лишней помощи. Но какие проблемы будут стоять перед постчеловечеством, которое покинет «колыбель цивилизации»? Что ожидает другие, внеземные формы жизни? Вопрос конечной судьбы Вселенной стоит на границе современной космологической науки.
Cжатие
Вселенная расширяется, галактики разбегаются друг от друга. Быть может, скорость расширения замедлится, дойдёт до нуля, а затем пойдёт в обратном направлении. Вселенная может начать сжиматься, постепенно схлопываясь в черные дыры. И эти чёрные дыры сольются в одну. Эта гипотеза носит название «Большое сжатие».
В законе Хаббла состояние расширения Вселенной определяется её плотностью. Если плотность ниже критической, то Вселенная продолжит увеличиваться в размерах и остывать. Если плотность Вселенной выше, то гравитационная сила постепенно остановит разбегание и направит его вспять. Вселенная будет сжиматься.
Коллапс будет отличаться от изначального расширения. Огромные скопления галактик сблизятся, затем начнут сливаться целые галактики. В какой-то момент звёзды подойдут друг к другу настолько близко, что дойдёт до частых столкновений. Звёзды не смогут рассеивать вырабатываемое тепло и начнут взрываться, оставляя горячий неоднородный газ. Из-за растущей температуры его атомы распадутся на элементарные частицы, которые будут поглощены срастающимися чёрными дырами. Гипотеза не указывает, каков будет финал.
Существует ещё одна гипотеза-продолжение — Большой отскок. Простая формулировка гласит, что Вселенная испытывает циклы Больших взрывов и Больших сжатий. Возможно, и эта Вселенная возникла в результате распада предыдущей. Это означает, что мы живём в одну из точек бесконечного цикла сжатий и взрывов. Впрочем, их нумерация не имеет смысла из-за прохождения точки сингулярности. Некоторые теории утверждают, что результатом Большого сжатия станет то же состояние, с которого всё началось. Произойдёт ещё один Большой Взрыв. Цикл будет бесконечно продолжаться.
Но последние экспериментальные наблюдения дальних сверхновых как объектов стандартной светимости и составление карты реликтового излучения показывают, что расширение не замедляется, а лишь ускоряется.
Расширение
Большой разрыв предполагает, что когда-то в будущем вся материя Вселенной, звезды и галактики, субатомные частицы, само пространство и время будут разорваны скоростью расширения. Сценарий этой смерти гласит, что за 60 миллионов лет до финала распадётся Млечный путь, за три месяца расстроится работа Солнечной системы. За полчаса до Большого разрыва разрушится Земля (или похожая планета), за одну наносекунду начнут разрушаться атомы. Согласно гипотезе, всё это произойдёт лишь через 22 миллиарда лет, уже после угасания Солнца в белый карлик.
Однако наиболее популярной теорией остаётся постоянное расширение и следующая из этого Тепловая смерть.
За миллиарды лет звёзды выгорят. Из их останков родятся белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Через 150 миллиардов лет от текущего момента при том же ускорении разбегания галактик все галактики за пределами Местной группы выйдут за космологический горизонт. События в Местной группе никак не смогут влиять на события в удалённых галактиках, и наоборот. При наблюдении удалённой галактики время будет замедляться, а затем просто остановится. Другими словами, через 150 миллиардов лет наблюдатель в Местной группе никогда не увидит событий в удалённых галактиках. Более не будут возможны ни полёты к ним, ни какие-либо формы связи.
Через 800 миллиардов лет светимость Местной группы заметно снизится. Стареющие звёзды будут выдавать всё меньше света, красные карлики будут вымирать в белые. Через 2 триллиона лет от текущего момента из-за красного смещения удалённые галактики будет невозможно как-либо обнаружить: даже длина волн их гамма-лучей будет выше, чем размер наблюдаемой вселенной.
Через 100 триллионов лет закончится формирование звёзд, в космосе будут тускло светить их остатки. После того, как потухнет последняя звезда, космос изредка будут озарять вспышки слияний двух белых карликов. Через 10 15 лет планеты либо упадут на остатки своих бывших звёзд, либо уйдут к другим телам. Похожим образом через 10 19 —10 20 лет объекты покинут галактики. Небольшая часть объектов упадёт в сверхмассивную чёрную дыру.
Дальнейшее развитие зависит от того, стабилен протон или нет. Некоторые эксперименты утверждают, что минимальный период полураспада протона составляет 10 34 лет. Если это действительно так, через 10 40 лет во Вселенной останутся почти лишь только лептоны и фотоны. Исчезнут остатки звёзд, останутся лишь чёрные дыры. Возможно, процесс гибели нуклонов займёт больше времени.
Через 10 100 лет от текущего момента чёрные дыры испарятся излучением Хокинга. Наконец, Вселенная будет почти полностью пуста. В ней будут летать фотоны, нейтрино, электроны и позитроны, изредка сталкиваясь.
Если протоны стабильны, то через 10 1500 холодным слиянием и квантовым туннелированием лёгкие ядра превратятся в атомы железа 56 Fe. Элементы тяжелее этого изотопа распадутся с излучением альфа-частиц. Через 10 10 26 лет квантовое туннелирование превратит большие объекты в чёрные дыры. Возможно, железные звёзды превратятся в нейтронные через 10 10 76 лет от настоящего момента.
Есть вероятность, через 10 10 10 56 лет квантовые флуктуации зародят новый Большой взрыв. Хотя в этом вакууме может зародиться даже разумное существо: приблизительная оценка времени зарождения Больцмановского мозга — раз в 10 10 50 лет.
Есть и другие, более экзотические гипотезы. К примеру, в 2010 году учёные предсказали, что через пять миллиардов лет время закончится. Это событие трудно будет увидеть или как-то предсказать, его обещают внезапным. Пространство может кончиться из-за схлапывания ложного вакуума в истинный, в более энергетически низкое состояние, что, возможно, повлечёт полное разрушение объектов Вселенной.
Все эти гипотезы разработаны для текущих реалий простого уравнения состояния для тёмной энергии. Как и следует из имени, о тёмной энергии известно мало. Если верна инфляционная модель Вселенной, то в первые моменты после Большого взрыва существовали другие формы тёмной энергии. Возможно, уравнение состояния поменяется. Изменятся выводы, которые можно сделать из него. Трудно предсказать, что мы узнаем о тёмной энергии, если она получила развитие лишь в конце прошлого века.
Но во всех случаях гибель Вселенной — очень далёкое по меркам человечества явление. Если рассматривать её с масштаба продолжительности жизни одного человека, это слишком глобальное событие, чтобы о нём беспокоиться.
Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.
Источник