O que acontecerá com a vida na Terra quando as galáxias de Andrômeda e da Via Láctea colidirem?

Dizem que as galáxias de Andrômeda e da Via Láctea estão se aproximando, com uma velocidade de aproximadamente 400000 km / hora. Eles estarão juntos nos próximos 4 bilhões de anos.

1. O que acontecerá com a vida na Terra ou com os seres humanos na Terra?
2. Se estamos prestes a colidir nos próximos 4 bilhões de anos, quanto tempo antes devemos tomar medidas para uma viagem interestelar?
3. Os cientistas estão trabalhando em tais projetos para uma viagem interestelar?
4. Conseguiremos que algo como a Terra se afaste desta galáxia / Terra / sistema solar e, considerando a velocidade dos instrumentos / naves espaciais humanas, quanto tempo levará para chegar a um lugar seguro?

O que acontecerá com a vida na Terra ou com os seres humanos na Terra?

Supondo que os seres humanos, ou a vida, ainda existam na Terra naquele momento, eles sobreviverão tanto devido à morte contínua do sol, que as perturbações gravitacionais devido à colisão galáctica não serão nada.

Lembre-se de que em cerca de 1-2 bilhões de anos o sol estará tão quente e grande que toda a água terá saído da terra para o espaço. Daqui a três bilhões de anos, a superfície da Terra estará tão quente que os metais estarão derretendo.

Qualquer vida que tenha sobrevivido a esses eventos e ainda viva na Terra certamente sofrerá uma colisão galáctica.

Imagino, porém, que a maioria dos humanos terá fugido da Terra - se não para sistemas estelares distantes, pelo menos para planetas em nosso próprio sistema que estarão se aquecendo o suficiente para a habitação humana.

Se estamos prestes a colidir nos próximos 4 bilhões de anos, quanto tempo antes devemos tomar medidas para uma viagem interestelar?

O mais cedo possível. Quando a viagem interestelar se tornar possível, deveríamos começar a enviar navios para colonizar outros planetas e sistemas estelares. Provavelmente isso levará muito tempo, mas se quisermos sobreviver mais de um bilhão de anos, é necessário. Lembre-se de que o Sol e Andrômeda são eventos que podemos prever. Não sabemos, e não podemos prever, o próximo ataque de asteróide cataclísmico, que provavelmente ocorrerá em um período menor que um bilhão de anos. Existem muitas razões para sair do planeta, devemos nos preocupar com as que não podemos prever ou ver, não com as que podemos prever.

Os cientistas estão trabalhando em tais projetos para viagens interestelares?

Sim, mas em pequenos passos. As missões tripuladas ao espaço, à lua e a bordo da ISS forneceram informações significativamente valiosas que serão usadas nessas missões interestelares. À medida que continuamos a ultrapassar os limites de nossa capacidade de sobreviver no espaço, eventualmente poderemos viver no espaço, talvez uma vida inteira seja gasta no espaço. À medida que a tecnologia do motor progride além de simplesmente tirar as pessoas do poço gravitacional da Terra, enviaremos pessoas em longas viagens para fora do nosso sistema solar.

É um caminho muito, muito longo, mas cada avanço nos aproxima desse objetivo final.

4 bilhões de anos é o mesmo período de vida restante para o nosso Sol.

Portanto, se ainda não inventamos viagens interestelares, estamos ferrados, com ou sem Andrômeda.

Além disso, as estrelas não interagem diretamente entre si em uma colisão galáctica. O que notaremos das várias estrelas em que estamos é que as órbitas estelares ao redor do centro galáctico serão alteradas pela massiva perturbação gravitacional causada pela outra galáxia. Quase todas as estrelas mudam de órbita, de orbitar ao redor do centro galáctico para orbitar ao redor do centro de massa de ambas as galáxias. Algumas estrelas serão expulsas da nova galáxia maior. É bastante seguro pensar que os planetas continuarão orbitando suas estrelas, mas não que eles não tenham algumas alterações em suas órbitas.

Por outro lado, da interação gás-gás, haverá muitas novas ondas de pressão no meio interestelar, o que representará a formação de bilhões de novas estrelas em novas nebulosas.

Primeiro, observe que quando Andrômeda estiver perto o suficiente para que colisões com estrelas errantes se tornem uma preocupação, a temperatura média da Terra terá mudado significativamente e o planeta ficará irreconhecível.

Quando a Sol tiver 8,5 bilhões de anos, ele ainda terá hidrogênio disponível para fusão, mas, à medida que se funde, se contrai e se expande diferentemente. A contração faz com que a fusão de hidrogênio se torne mais favorável, de modo que o Sol tenha uma potência 50% maior ( ) e uma temperatura efetiva 3% maior ( 6000 K ). A fusão também faz com que o Sol perca massa a uma taxa prodigiosa (atualmente 4 × 10 9 k g / s ); libertará 6 × 10 43 J da fusão, o que corresponde a 7 × 10 26$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}$. Isso é cerca de cem massas terrestres de luz solar, mas apenas a massa do Sol. A gravitação com a Terra diminui proporcionalmente, então a órbita da Terra pode, em média, expandir3000kmpor bilhão de anos. Outros efeitos gravitacionais podem alterar a distância média da Terra em até6×105km, 4 ‰ de uma unidade astronômica. A expansão das camadas externas do Sol devido à redução da gravitação aumentará seu raio em 20%,3×105k$1 \over 3000$$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$ . Assim, a Terra também receberá quase 50% mais energia.

O balanço energético da Terra wrt Sol fornece a temperatura superficial esperada:

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

$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$ .

$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

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Se a Terra ainda estiver habitada daqui a quatro bilhões de anos, é extremamente improvável que a Terra caia em uma estrela de Andrômeda.

O espaço é grande. Realmente grande. Você simplesmente não vai acreditar no quão grande, imensamente grande é impressionante.

- Douglas Adams, o Guia do Mochileiro das Galáxias

A Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro e contém cerca de 400 bilhões de estrelas. Andrômeda é maior e mais densa; pode ter um trilhão de estrelas e um diâmetro de 140.000 anos-luz. Está a 2,5 milhões de anos-luz de distância, mas parece seis vezes maior que o Sol.

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

$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Isso não significa, porém, que a Terra se aproximará de outra estrela, que Sol poderá colidir ou que o sistema solar será interrompido.

Considerando probabilisticamente o pior cenário (a Via Láctea inteira passa por Andrômeda na primeira passagem), existe um caminho livre médio para as estrelas. A densidade estelar real das galáxias em colisão é:

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

onde a união dos volumes das duas galáxias seria uma expressão muito complicada. Muito a grosso modo , seus volumes podem ser descritos como cones unidos, ignorando seus halos esferoidais de matéria escura (que são principalmente inofensivos).

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

A uma distância de 1,9 anos-luz, Betelgeuse se pareceria muito com Marte. Se assumirmos que o desastre resulta de uma estrela mais próxima do que o diâmetro da heliosfera (cerca de 200 UA), então:

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

$1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

Colisões diretas entre estrelas e planetas são altamente improváveis, devido à densidade relativamente baixa de objetos na Via Láctea e em Andrômeda. Por exemplo, a densidade estelar no bairro solar é de apenas 0,004 estrelas por ano-luz cúbico.

O problema é que as interações gravitacionais entre objetos não são baixas. Estrelas que eventualmente passam muito perto de outros sistemas podem atrapalhar as órbitas de planetas, asteróides e cometas, e isso pode ser problemático se ainda estivermos por perto. Eu especularia que planetas e outros objetos seriam jogados para todo lado, e o sistema pode se tornar uma galeria de tiro.

Normalmente, quando duas galáxias colidem, é o gás que interage entre si. As chances de as estrelas se impactarem são quase nulas devido às enormes distâncias entre as estrelas. O mesmo vale para planetas se chocando.

As escalas de tempo desse acontecimento são tão grandes que é difícil para nossa mente entender essas distâncias (e as escalas de tempo em que esses processos ocorrem) e, nessa época, muitas outras coisas poderiam ter acontecido que mudam a situação de nosso sistema solar. dificultando a previsão do que acontecerá aos seres humanos. Por exemplo, um impacto de meteorito como o que matou os dinossauros pode matar toda a vida na Terra daqui a um bilhão de anos, de modo que nem estamos lá para ver o que acontece com a vida humana quando Andrômeda interage com a Via Láctea.

Se o sol tivesse 10 cm de largura, Alpha Centauri estaria a 3200 quilômetros de distância. 1 1

Se o sol era laranja, o choque de terminação, o limite extremo do sistema solar, onde os ventos interestelares são mais conseqüentes que o vento solar, tem cerca de 1 km de diâmetro. As estrelas diferentes não tenderiam a interferir nos limites de choque de terminação uma da outra. você nem veria um grau de mudança na temperatura da Terra de outra estrela passando perto do sistema solar.

Se as partes mais densas de nossa galáxia são 3000 vezes mais densas que as vizinhanças, estamos falando de uma nuvem de laranjas, cada uma separada por um quilômetro, no cenário mais denso.

Provavelmente é a dramática colisão de uma nuvem de laranjas, cada uma separada por 3000 km. A Via Láctea totalizaria 10 milhões de quilômetros de diâmetro, se o sol estivesse laranja.

Wiki afirma que seria insignificante a probabilidade de duas estrelas colidirem.

A colisão das galáxias não muda o desafio de transportar a vida para longe do nosso planeta, em comparação com o que já é. já temos que atravessar os 32000 km para uma dúzia de estrelas próximas, se os humanos medissem 1,4 Angstroms de altura ... o centauro alfa estaria a 3200 km a pé.

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