Was passiert mit dem Leben auf der Erde, wenn die Galaxien Andromeda und Milky Way kollidieren?

Es wird gesagt, dass sich die Galaxien Andromeda und Milky Way mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 400000 km / h annähern. Sie werden in den nächsten 4 Milliarden Jahren zusammen sein.

1. Was wird mit dem Leben auf der Erde oder den Menschen auf der Erde geschehen?
2. Wenn wir in den nächsten 4 Milliarden Jahren kollidieren, wie lange sollte es dann dauern, bis wir Maßnahmen für eine interstellare Reise ergreifen?
3. Arbeiten Wissenschaftler an solchen Projekten für eine interstellare Reise?
4. Werden wir in der Lage sein, die Erde aus dieser Galaxie / Erde / dem Sonnensystem zu entfernen, und wie lange wird es angesichts der Geschwindigkeit menschlicher Instrumente / Raumschiffe dauern, bis sie an einen sicheren Ort gelangt?

Was wird mit dem Leben auf der Erde oder mit den Menschen auf der Erde geschehen?

Unter der Annahme, dass Menschen oder Leben zu dieser Zeit noch auf der Erde existieren, werden sie aufgrund des anhaltenden Todes der Sonne so viel überlebt haben, dass die Gravitationsstörungen aufgrund der galaktischen Kollision nichts werden.

Denken Sie daran, dass die Sonne in 1-2 Milliarden Jahren so heiß und groß sein wird, dass das gesamte Wasser von der Erde in den Weltraum gekocht hat. In ungefähr 3 Milliarden Jahren wird die Erdoberfläche so heiß sein, dass Metalle schmelzen werden.

Jedes Leben, das diese Ereignisse überlebt hat und noch auf der Erde lebt, wird mit Sicherheit eine galaktische Kollision in Kauf nehmen.

Ich stelle mir jedoch vor, dass die meisten Menschen von der Erde geflohen sind - wenn nicht für ferne Sternensysteme, dann zumindest für Planeten in unserem eigenen System, die sich genug für die menschliche Behausung erwärmen werden.

Wenn wir in den nächsten 4 Milliarden Jahren kollidieren, wie lange sollte es dann dauern, bis wir Maßnahmen für eine interstellare Reise ergreifen?

So schnell es geht. Wenn interstellare Reisen möglich werden, sollten wir Schiffe aussenden, um andere Planeten und Sternensysteme zu kolonisieren. Dies wird wahrscheinlich lange dauern, aber wenn wir mehr als eine Milliarde Jahre überleben wollen, ist dies notwendig. Denken Sie daran, dass die Sonne und Andromeda Ereignisse sind, die wir vorhersagen können. Wir kennen den nächsten katastrophalen Asteroidenschlag nicht und können ihn auch nicht vorhersagen, der wahrscheinlich in weniger als einer Milliarde Jahren stattfinden wird. Es gibt viele Gründe, den Planeten zu verlassen. Wir sollten uns Sorgen machen über diejenigen, die wir nicht vorhersagen oder sehen können, und nicht über diejenigen, die wir vorhersagen können.

Arbeiten Wissenschaftler an solchen Projekten für interstellare Reisen?

Ja, aber in kleinen Schritten. Bemannte Missionen in den Weltraum, zum Mond und an Bord der ISS haben wichtige Informationen geliefert, die für solche interstellaren Missionen verwendet werden können. Wenn wir die Grenzen unserer Fähigkeit, im Weltraum zu überleben, immer weiter verschieben, werden wir schließlich im Weltraum leben können, vielleicht werden ganze Lebenszeiten im Weltraum verbracht. Während die Motorentechnologie über das einfache Herausheben von Menschen aus dem Gravitationsbrunnen der Erde hinausgeht, werden wir schließlich Menschen auf lange Reisen außerhalb unseres Sonnensystems schicken.

Es ist ein sehr, sehr langer Weg, aber jeder Fortschritt bringt uns diesem Ziel näher.

4 Milliarden Jahre sind derselbe Zeitraum, in dem unsere Sonne lebt.

Wenn wir also noch keine interstellaren Reisen erfunden haben, werden wir mit oder ohne Andromeda geschraubt.

Außerdem interagieren Sterne bei einer galaktischen Kollision nicht direkt miteinander. Was wir an den verschiedenen Sternen bemerken werden, ist, dass die Umlaufbahnen der Sterne um das galaktische Zentrum durch die massive Gravitationsstörung der anderen Galaxie verändert werden. Fast alle Sterne werden ihre Umlaufbahn von einer Umlaufbahn um das galaktische Zentrum zu einer Umlaufbahn um den Massenmittelpunkt beider Galaxien ändern. Einige Sterne werden aus der neuen größeren Galaxie ausgestoßen. Es ist ziemlich sicher zu glauben, dass Planeten weiterhin ihre Sterne umkreisen, aber nicht, dass sie einige Änderungen in ihren Umlaufbahnen haben werden.

Andererseits wird es von Gas zu Gas viele neue Druckwellen im interstellaren Medium geben, die für die Bildung von Milliarden neuer Sterne in neuen Nebeln verantwortlich sind.

Beachten Sie zunächst, dass sich die Durchschnittstemperatur der Erde erheblich geändert hat und der Planet nicht mehr zu erkennen ist, wenn Andromeda nahe genug ist, um Kollisionen mit umherirrenden Sternen zu befürchten.

$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}$

Die Energiebilanz der Erde bezüglich Sol ergibt die erwartete Oberflächentemperatur:

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

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

Die Durchschnittstemperatur in der Antarktis beträgt jetzt im Winter und im Sommer. Es ist zu erwarten, dass diese auf (knapp unter dem Gefrierpunkt) bzw. (deutlich über dem Gefrierpunkt) ansteigen, und dies ist ein Best-Case-Szenario. Die Antarktis wird schmelzen. Das wird die größte Komponente (60%) des Meeresspiegelanstiegs erzeugen, insgesamt ungefähr % .$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

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Wenn die Erde in vier Milliarden Jahren noch bewohnt wäre, wäre es äußerst unwahrscheinlich, dass die Erde aus Andromeda in einen Stern zerfällt.

Der Raum ist groß. Sehr groß. Sie werden einfach nicht glauben, wie gewaltig, gewaltig, umwerfend groß es ist.

- Douglas Adams, Per Anhalter durch die Galaxis

Die Milchstraße hat einen Durchmesser von ungefähr 100.000 Lichtjahren und enthält ungefähr 400 Milliarden Sterne. Andromeda ist größer und dichter; es kann eine Billion Sterne und einen Durchmesser von 140.000 Lichtjahren haben. Es ist 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt, erscheint aber sechsmal größer als Sol.

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

Wenn die beiden Galaxien einfach überlagert wären, gäbe es ungefähr einhundert Sterne pro quadratischem Lichtjahr, gesehen von unendlich weit entlang der Rotationsachse. Die Milchstraße ist jedoch von Andromeda aus gesehen eine 2: 1-Ellipse, während wir Andromeda als eine 3: 1-Ellipse sehen. Projizieren sowohl auf eine Ebene zwischen diesen, senkrecht zu einer Linie zwischen ihren zentralen schwarzen Löcher, würde ein Überlappungsbereich mit Abmessungen zwischen und mit höchstens der Hälfte der Milchstraße außerhalb. Sol ist wahrscheinlich an der Kollision beteiligt, da es ungefähr 27.200 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt ist.$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Das bedeutet jedoch nicht, dass die Erde einem anderen Stern nahe kommt, dass Sol kollidieren könnte oder dass das Sonnensystem zerstört wird.

In Anbetracht des wahrscheinlich schlimmsten Falls (die gesamte Milchstraße fällt beim ersten Durchgang durch Andromeda) gibt es einen mittleren freien Weg für Sterne. Die tatsächliche Sternendichte der kollidierenden Galaxien beträgt:

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

wo die Vereinigung der Volumina der beiden Galaxien ein sehr komplizierter Ausdruck wäre. In groben Zügen können ihre Volumina als verbundene Kegel beschrieben werden, wobei ihre kugelförmigen Halos der dunklen Materie (die meist harmlos sind) ignoriert werden.

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

In einer Entfernung von 1,9 Lichtjahren würde Betelgeuse dem Mars sehr ähnlich sehen. Wenn wir annehmen, dass eine Katastrophe von einem Stern ausgeht, der näher am Durchmesser der Heliosphäre liegt (ca. 200 AE), dann gilt Folgendes:

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

Durchschnittlich kann ein Stern 110.000 Lichtjahre zurücklegen, bevor er an einem anderen vorbei streift, etwas weniger als der Durchmesser von Andromeda. Der Anteil der Sterne aus der Milchstraße, die sich in Andromeda nicht innerhalb von 200 AE von Sternen nähern, beträgt mindestens . Wenn sich die Erde innerhalb von 4 AE einem anderen Stern (einem Betelgeuse-Radius) annähert, muss mit einer mindestens 2500-fachen Entfernung gerechnet werden, was bei einer Relativgeschwindigkeit von 300 km / s dauern würde. . 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}$

Normalerweise ist es das Gas, das miteinander interagiert, wenn zwei Galaxien kollidieren. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich Sterne gegenseitig treffen, ist aufgrund der großen Entfernungen zwischen den Sternen gleich Null. Das gleiche gilt für Planeten, die sich gegenseitig treffen.

Die Zeitskalen für dieses Ereignis sind so groß, dass es für unseren Verstand schwierig ist, diese Entfernungen (und die Zeitskalen, in denen diese Prozesse stattfinden) zu verstehen, und zu diesem Zeitpunkt könnten viele andere Dinge geschehen sein, die die Situation unseres Sonnensystems verändern was es schwierig macht vorherzusagen, was mit Menschen geschehen wird. Zum Beispiel kann ein Meteoriteneinschlag wie der, der die Dinosaurier getötet hat, in einer Milliarde Jahren alles Leben auf der Erde töten, so dass wir nicht einmal dort sind, um zu sehen, was mit dem menschlichen Leben passiert, wenn Andromeda mit der Milchstraße interagiert.

Direkte Kollisionen zwischen Sternen und Planeten sind aufgrund der relativ geringen Dichte von Objekten in der Milchstraße und in Andromeda sehr unwahrscheinlich. Zum Beispiel beträgt die Sternendichte in der Sonnenumgebung nur 0,004 Sterne pro kubischem Lichtjahr.

Das Problem ist, dass die Gravitationswechselwirkungen zwischen Objekten nicht gering sind. Sterne, die irgendwann zu nahe an anderen Systemen vorbeiziehen, können die Umlaufbahnen von Planeten, Asteroiden und Kometen stören. Dies kann problematisch sein, wenn wir noch in der Nähe sind. Ich würde spekulieren, dass Planeten und andere Objekte überall herausgeschleudert würden und das System zu einer Schießbude werden könnte.

Wenn die Sonne 10 cm breit wäre, wäre Alpha Centauri 3200 Kilometer entfernt. 1

Wenn die Sonne eine Orange war, beträgt der Terminationsschock, die äußerste Grenze des Sonnensystems, an der die interstellaren Winde konsequenter sind als der Sonnenwind, etwa 1 km Durchmesser. Die verschiedenen Sterne würden nicht dazu neigen, die Stoßgrenze des anderen zu stören. Sie würden nicht einmal eine Veränderung der Erdtemperatur von einem anderen Stern in der Nähe des Sonnensystems sehen.

Wenn die dichtesten Teile unserer Galaxie 3000-mal sterndichter sind als unsere Nachbarschaft, sprechen wir im dichtesten Szenario von einer Wolke von Orangen, von denen jeder durch einen Kilometer getrennt ist.

Höchstwahrscheinlich ist es die dramatische Kollision einer Orangenwolke, die jeweils um 3000 km voneinander entfernt ist. Die Milchstraße hätte einen Durchmesser von 10 Millionen Kilometern, wenn die Sonne eine Orange wäre.

Wiki sagt, dass es unwahrscheinlich wäre, dass sogar zwei Sterne kollidieren.

Die Kollision der Galaxien ändert nichts an der Herausforderung, Leben von unserem Planeten wegzutransportieren, im Vergleich zu dem, was es bereits ist. Wir müssen bereits die 32000 km zu einem Dutzend nahegelegener Sterne überqueren, wenn wir Menschen 1,4 Angström groß wären ... Alpha-Zentauren wären 3200 km zu Fuß entfernt.

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