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四分五裂?這可能是我們地球最后的宿命?
發布時間:2019-11-15
 

在海洋沸騰和太陽死亡之后,地球的最終命運要到遙遠的將來才能確定。

四分五裂?這可能是我們地球最后的宿命?

圖1:太陽系由一團氣體云形成,它生成了一顆原恒星,一個原行星盤,并種下了能形成行星的種子。我們太陽系最偉大的歷史成就就是創造形成了我們現在所擁有的的地球,但地球可能并不像我們曾經認為的那樣是一個特殊的宇宙稀有物。我們這顆星球會繼續存在很長一段時間,但就像這宇宙中的萬物,我們并不會永恒存在。(NASA / DANA BERRY)

宇宙花了138億年才創造出我們所知的地球,但我們并不會永存。

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圖2:當兩個天體在太空中相撞時,產生的碰撞可能對其中一個或兩個都是災難性的。盡管地球以前曾被撞擊過,并可能在未來發生多次撞擊,但足以摧毀我們的星球的碰撞發生的幾率極低,即使從天文時標上看也是如此。我們的星球將以另一種方式滅亡。(NASA / JPL)

我們的世界在未來會見證許許多多的災難時刻,但地球會在絕大多數中災難中存活下來。

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圖三:地球上曾發生過的最大的人為爆炸是前蘇聯在1961年引爆的沙皇炸彈。核戰爭,以及隨其發生的環境破壞,是人類可能滅亡的一種潛在方式。但即使地球上的所有核彈同時爆炸,地球依然會保持完整。(1961 TSAR BOMBA EXPLOSION; FLICKR / ANDY ZEIGERT)

從引發全球氣候災難到熱核戰爭,人類所能做的一切可怕事都不會真正摧毀地球。

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圖四:在現今地球上,只有當熔巖或其他過熱物質進入海水時,海水才會沸騰。但在遙遠的未來,太陽的能量將足以在全球范圍內做到這一點。(JENNIFER WILLIAMS / FLICKR)

20億年后,太陽增加的能量輸出將使地球海洋沸騰,但地球海洋本身將得以生存。

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圖五:這一系列的圖片顯示了銀河系-仙女座星系的合并過程,以及當它發生時的天空與現在的有何不同。這一合并將在未來40億年左右發生,伴隨一個巨大的恒星形成爆發最終形成一個紅死無氣的橢圓星系:銀河仙女星系。單一的大橢圓是整個本星系群的最終命運。盡管涉及的恒星規模和數量巨大,但在這一事件中,只有大約萬分之一的恒星會發生碰撞或合并。(美國航天局;Z.Levay和R.van der Marel,STSCI;T.Hallas;A.Mellinger)

在大約40億年后,仙女座星系和銀河系將會合并,但是對我們有影響的引力拋射和恒星碰撞是不受歡迎的。

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圖六:在大約50億到70億年后,太陽將耗盡其核心的氫。內部將收縮,升溫,最終氦聚變將開始。在這一點上,太陽將膨脹,蒸發地球的大氣層,和地球表面上任何東西。但即使發生了這一災難性事件,地球仍將是一顆行星,盡管它與我們今天所知的世界完全不同。(ESO / LUíS CAL?ADA)

60億年后,太陽將膨脹,吞噬水星和金星,但地球將繼續存在。

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圖七:當太陽變成真正的紅巨星時,地球本身可能會被吞沒,但它肯定會被前所未有的方式烤焦。金星和水星可能就不會那么幸運,因為太陽的紅巨星半徑將輕松地覆蓋我們太陽系最內部的部分,但據估計,屆時地球將安全處于距離太陽大約1000萬至2000萬英里處。(WIKIMEDIA COMMONS/FSGREGS)

太陽紅巨星將在大約95億年后死亡,而地球將繼續無限期地圍繞太陽的尸體運行。

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圖八:當質量較小的類似太陽的恒星耗盡燃料時,它們會噴射出它們的最外層形成星云,但中心收縮形成白矮星,最終需要更多時間變成黑矮星。在大約95億年后,太陽將產生的行星狀星云將完全消失,整個太陽系只剩下白矮星和其余剩下的行星。有時,天體會被潮汐力撕裂,給太陽系的殘骸增加塵土飛揚的環,但它們是暫時的。(MARK GARLICK / UNIVERSITY OF WARWICK)

10^15年后,白矮星將完全冷卻,而地球將保持不受干擾。

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圖九:白矮星(左)、地球反射太陽光(中)和黑矮星(右)的精確大小/顏色比較。當白矮星釋放出它們最后的能量時,它們會變成黑矮星。然而,白矮星/黑矮星內部的電子之間的簡并壓力總是足夠大,防止它進一步崩塌,只要它不積累太多的質量。這就是我們的太陽在大約10^15年后的命運。(BBC / GCSE (L) / SUNFLOWERCOSMOS (R)).

10^19年后,星系質量之間的引力相互作用很可能會噴射出殘余的太陽系。

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圖十:當恒星系統之間發生大量引力相互作用時,一顆恒星可能會受到足夠大的沖擊力,從而使它從其所屬的任何結構中被彈射出去。即使在今天,我們也能觀察到銀河系中逃逸的恒星;一旦它們逃逸,它們就再也不會回來了。據估計,太陽將在10^17到10^19年后的某個時間點發生這種情況,后者的可能性更大。然而,當這種情況發生時,地球-月球系統仍然與太陽相聯系。(J.Walsh和Z.Levay,歐空局/NASA).

隨機的合并、碰撞或引力拋射都是可能發生的的,但卻是不太可能有結果。

四分五裂?這可能是我們地球最后的宿命?

圖十一:隨著時間的推移,特殊的結構,或與經過的大質量的奇點引力相互作用,可能干擾大天體在太陽和行星系統的運行和導致引力拋射。在太陽系的早期階段,許多質量體僅僅是從原行星之間的引力相互作用中噴射出來的,但在后期階段,只有隨機的碰撞才會導致行星拋射,而這些碰撞比將整個太陽系拋射出來的碰撞要少得多。(SHANTANU BASU, EDUARD I. VOROBYOV, AND ALEXANDER L. DESOUZA; ARXIV.ORG/ABS/1208.3713)

相反,當地球的軌道通過引力波衰亡時,地球的最終消亡就發生了。

四分五裂?這可能是我們地球最后的宿命?

圖十二:當太陽變成黑矮星后,如果沒有任何東西與地球的殘馀物發生彈射或碰撞,引力輻射最終將使我們螺旋進入太陽并被太陽的殘馀物吞沒。 (IMAGE COURTESY OF JEFF BRYANT)

我們最終會在大約10^25年后殘存的黑矮星吞沒.

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圖十三:當物體在軌道上繞著另一個質量體太近時,例如白矮星(或黑矮星,在遙遠的未來),引力波將使它們以越來越快的速度吸進,而潮汐力將把物體撕成一個環和或碎片盤。這將是我們這星球走向滅亡的最終命運。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. medium

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