Apa yang akan terjadi pada kehidupan di Bumi ketika galaksi Andromeda dan Bima Sakti bertabrakan?

Dikatakan bahwa galaksi-galaksi Andromeda dan Bima Sakti saling berdekatan dengan kecepatan sekitar 400.000 km / jam. Mereka akan bersama dalam 4 miliar tahun ke depan.

1. Apa yang akan terjadi pada kehidupan di Bumi atau manusia di Bumi?
2. Jika kita akan bertabrakan dalam 4 miliar tahun ke depan, berapa lama lagi kita harus bertindak untuk perjalanan antarbintang?
3. Apakah para ilmuwan sedang mengerjakan proyek semacam itu untuk perjalanan antarbintang?
4. Apakah kita bisa mendapatkan sesuatu seperti Bumi untuk pergi dari galaksi / Bumi / tata surya ini dan, mengingat kecepatan instrumen manusia / pesawat ruang angkasa, berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk pergi ke tempat yang aman?

Apa yang akan terjadi pada kehidupan di bumi atau manusia di bumi?

Dengan asumsi bahwa manusia, atau kehidupan, masih ada di Bumi pada waktu itu, mereka akan bertahan begitu banyak karena kematian matahari yang terus-menerus, sehingga pertubasi gravitasi akibat tabrakan galaksi tidak akan ada artinya.

Ingatlah bahwa dalam waktu sekitar 1-2 miliar tahun, matahari akan sangat panas dan besar sehingga semua air akan mendidih dari bumi ke luar angkasa. Sekitar 3 miliar tahun dari sekarang, permukaan bumi akan sangat panas sehingga logam akan meleleh.

Setiap kehidupan yang selamat dari peristiwa itu dan masih hidup di Bumi pasti akan mengambil tabrakan galaksi dengan tenang.

Saya membayangkan, bagaimanapun, bahwa kebanyakan manusia akan melarikan diri dari Bumi - jika bukan karena sistem bintang yang jauh, maka setidaknya untuk planet-planet dalam sistem kita sendiri yang akan menjadi cukup pemanasan untuk tempat tinggal manusia.

Jika kita akan bertabrakan dalam 4 miliar tahun mendatang maka berapa lama sebelum kita harus mengambil tindakan untuk pelayaran antar-bintang?

Secepatnya. Ketika pelayaran antarbintang menjadi mungkin, kita harus mulai mengirim kapal untuk menjajah planet lain dan sistem bintang. Ini mungkin akan memakan waktu lama, tetapi jika kita ingin bertahan lebih dari satu miliar tahun, itu perlu. Ingatlah bahwa Matahari dan Andromeda adalah peristiwa yang dapat kita prediksi. Kita tidak tahu, dan tidak dapat memprediksi, serangan asteroid dahsyat berikutnya, yang kemungkinan akan terjadi dalam waktu yang lebih singkat dari satu miliar tahun. Ada banyak alasan untuk keluar dari planet ini, kita harus khawatir tentang yang tidak dapat kita prediksi atau lihat, bukan yang bisa kita prediksi.

Apakah para ilmuwan sedang mengerjakan proyek semacam itu untuk pelayaran antar-bintang?

Ya, tetapi dalam langkah-langkah kecil. Misi berawak ke luar angkasa, ke bulan, dan tinggal di atas kapal ISS telah memberikan informasi yang sangat berharga yang akan digunakan dalam misi antarbintang tersebut. Ketika kita terus mendorong batas-batas kemampuan kita untuk bertahan hidup di ruang angkasa, kita akhirnya akan bisa hidup di ruang angkasa, mungkin seluruh masa hidup akan dihabiskan di ruang angkasa. Saat teknologi mesin berkembang melampaui sekadar mengangkat orang keluar dari sumur gravitasi Bumi, pada akhirnya kita akan mengirim orang dalam perjalanan panjang di luar tata surya kita.

Ini sangat, sangat jauh, tetapi setiap kemajuan membawa kita lebih dekat ke tujuan akhir itu.

4 miliar tahun adalah jangka waktu yang sama dari sisa kehidupan bagi Matahari kita.

Jadi jika kita belum menemukan pelayaran antarbintang, kita kacau, dengan atau tanpa Andromeda.

Selain itu, bintang tidak berinteraksi langsung satu sama lain dalam tabrakan galaksi. Apa yang akan kita perhatikan dari beberapa bintang kita adalah bahwa orbit bintang di sekitar pusat galaksi akan diubah oleh gangguan gravitasi besar yang dibuat oleh galaksi lain. Hampir semua bintang akan mengubah orbit dari yang mengorbit di sekitar pusat galaksi menjadi mengorbit di sekitar pusat massa kedua galaksi. Beberapa bintang akan dikeluarkan dari galaksi baru yang lebih besar. Sangat aman untuk berpikir bahwa planet akan terus mengorbit bintang mereka, tetapi tidak bahwa mereka tidak akan memiliki beberapa perubahan dalam orbitnya.

Di sisi lain, dari interaksi gas ke gas, akan ada banyak gelombang tekanan baru di media antarbintang, yang akan menjelaskan pembentukan miliaran bintang baru di nebula baru.

Pertama, perhatikan bahwa pada saat Andromeda cukup dekat untuk tabrakan dengan bintang-bintang yang berkeliaran untuk menjadi perhatian, suhu rata-rata bumi akan telah berubah secara signifikan, dan planet ini akan tidak dapat dikenali.

Ketika Sol berusia 8,5 miliar tahun, ia masih akan memiliki hidrogen yang tersedia untuk fusi, tetapi karena ia bergabung dan mengembang secara berbeda. Kontraksi menyebabkan fusi hidrogen menjadi lebih menguntungkan, sehingga Sol akan memiliki output daya 50% lebih besar ( ) dan suhu efektif 3% lebih besar ( ). Fusion juga menyebabkan Sol kehilangan massa dengan kecepatan luar biasa (saat ini ); itu akan melepaskan dari fusion, yang sesuai dengan . Itu sekitar seratus massa Bumi dari sinar matahari tetapi hanya$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}$$1 \over 3000$massa Sol. Gravitasi dengan Bumi berkurang secara proporsional, sehingga orbit Bumi mungkin rata-rata mengembang per miliar tahun. Efek gravitasi lainnya dapat mengubah jarak rata-rata bumi sebanyak , 4 ‰ dari unit astronomi. Perluasan lapisan luar Sol karena berkurangnya gravitasi akan meningkatkan jari-jarinya sebesar 20%, . Dengan demikian Bumi akan menerima hampir 50% lebih banyak daya juga.$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$

Keseimbangan energi Earth wrt Sol memberikan suhu permukaan yang diharapkan:

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

Karena suhu permukaan rata-rata di Bumi tidak - itu adalah dan sudah sekitar lebih hangat daripada di masa depan yang tanpa udara - kita bisa melihat atmosfer memiliki peran penting dalam menahan panas. Dengan asumsi meningkatnya kebutuhan pendinginan tidak menyebabkan atmosfer mempertahankan lebih banyak panas, suhu permukaan rata-rata dapat diperkirakan naik ke .$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

Suhu rata-rata Antartika sekarang di musim dingin dan di musim panas. Ini dapat diperkirakan masing-masing meningkat menjadi (tepat di bawah titik beku) dan (jauh di atas titik beku), dan ini merupakan skenario terbaik. Antartika akan mencair. Itu akan menghasilkan komponen terbesar (60%) dari kenaikan permukaan laut, secara total sekitar .$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

---

Jika Bumi masih dihuni empat miliar tahun dari sekarang, sangat tidak mungkin Bumi akan jatuh ke bintang dari Andromeda.

Ruang besar. Sangat besar. Anda tidak akan percaya betapa besar, sangat, sangat besar itu.

- Douglas Adams, The Hitchhiker's Guide to the Galaxy

Bima Sakti berdiameter sekitar 100.000 tahun cahaya dan mengandung sekitar 400 miliar bintang. Andromeda lebih besar dan lebih padat; mungkin memiliki satu triliun bintang dan diameter 140.000 tahun cahaya. Jaraknya 2,5 juta tahun cahaya tetapi muncul enam kali lebih besar dari Sol.

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

Jika dua galaksi hanya ditumpangkan, akan ada sekitar seratus bintang per tahun cahaya persegi, dilihat dari jauh di sepanjang sumbu rotasi. Namun, Bima Sakti adalah elips 2: 1 seperti yang terlihat dari Andromeda, sementara kita melihat Andromeda sebagai elips 3: 1. Memproyeksikan keduanya ke pesawat di antara mereka, tegak lurus terhadap garis antara lubang hitam pusat mereka, akan memberikan wilayah tumpang tindih dengan dimensi antara dan , dengan paling banyak setengah Bima Sakti di luarnya. Sol kemungkinan akan terlibat dalam tabrakan, karena sekitar 27.200 tahun cahaya dari pusat galaksi.$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

Namun, itu tidak berarti bahwa Bumi akan mendekati bintang lain, Sol mungkin bertabrakan, atau bahwa tata surya akan terganggu.

Mempertimbangkan kemungkinan skenario terburuk (seluruh Bima Sakti jatuh melalui Andromeda pada lintasan pertama mereka), ada jalan bebas berarti bagi bintang. Kepadatan bintang sebenarnya dari galaksi yang bertabrakan adalah:

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

di mana penyatuan volume kedua galaksi akan menjadi ekspresi yang sangat rumit. Secara sangat kasar , volumenya dapat digambarkan sebagai kerucut yang bergabung, mengabaikan lingkaran halo materi gelap bulat mereka (yang sebagian besar tidak berbahaya).

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

Pada jarak 1,9 tahun cahaya, Betelgeuse akan sangat mirip Mars. Jika kita menganggap bencana hasil dari bintang yang lebih dekat dari diameter heliosphere (sekitar 200 AU), maka:

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

Rata-rata, sebuah bintang dapat melakukan perjalanan 110 ribu tahun cahaya sebelum merumput melewati yang lain, sedikit kurang dari diameter Andromeda. Proporsi bintang dari Bimasakti yang tidak mendekati dalam 200 AU bintang di Andromeda setidaknya . Agar Bumi mendekati dalam 4 AU dari bintang lain (satu jari-jari Betelgeuse), ia dapat diperkirakan melakukan perjalanan setidaknya 2.500 kali lebih jauh, yang pada kecepatan relatif 300 km / d akan membutuhkan waktu . 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}$

Tabrakan langsung antara bintang dan planet sangat tidak mungkin, karena kepadatan benda yang relatif rendah di Bima Sakti dan Andromeda. Misalnya, kepadatan bintang di lingkungan matahari hanya 0,004 bintang per tahun cahaya kubik.

Masalahnya adalah interaksi gravitasi antara objek tidak rendah. Bintang yang akhirnya lewat terlalu dekat dengan sistem lain dapat mengganggu orbit planet, asteroid, dan komet, dan ini bisa menjadi masalah jika kita masih ada. Saya berspekulasi bahwa planet-planet dan benda-benda lain akan terlempar ke mana-mana, dan sistem tersebut dapat menjadi galeri penembakan.

Biasanya ketika dua galaksi bertabrakan, itu adalah gas yang berinteraksi satu sama lain. Peluang bintang yang saling mempengaruhi hampir nol karena jarak antar bintang yang sangat jauh. Hal yang sama berlaku untuk planet yang saling memukul.

Rentang waktu pada kejadian ini begitu besar sehingga sulit bagi pikiran kita untuk memahami jarak ini (dan rentang waktu di mana proses ini terjadi), dan pada saat itu, banyak hal lain yang mungkin terjadi yang mengubah situasi tata surya kita membuatnya sulit untuk memprediksi apa yang akan terjadi pada manusia. Misalnya dampak meteorit seperti yang membunuh dinosaurus dapat membunuh semua kehidupan di bumi satu miliar tahun dari sekarang, sehingga kita bahkan tidak ada di sana untuk melihat apa yang terjadi pada kehidupan manusia ketika andromeda berinteraksi dengan Bima Sakti.

Jika matahari selebar 10 cm, Alpha Centauri akan berjarak 3.200 kilometer. 1

Jika matahari berwarna oranye, goyangan terminasi, batas ekstrim tata surya, tempat angin antarbintang lebih konsekuen daripada angin matahari, berdiameter sekitar 1 km. Bintang-bintang yang berbeda tidak akan cenderung mengganggu batas syok terminasi masing-masing. Anda bahkan tidak akan melihat derajat perubahan suhu bumi dari bintang lain yang lewat di dekat tata surya.

Jika bagian paling padat dari galaksi kita adalah 3000 kali lebih padat bintang daripada lingkungan kita, kita berbicara tentang awan jeruk, yang masing-masing dipisahkan oleh satu kilometer, dalam skenario paling padat.

Kemungkinan besar itu adalah tabrakan dramatis awan jeruk yang masing-masing dipisahkan oleh 3000 km, Bima Sakti secara keseluruhan akan menjadi 10 juta kilometer, jika matahari berwarna oranye.

Wiki mengatakan bahwa itu akan menjadi kemungkinan diabaikan bahkan dua bintang bertabrakan.

Tabrakan galaksi tidak mengubah tantangan untuk memindahkan kehidupan dari planet kita, dibandingkan dengan apa yang sudah ada. kita harus melintasi 32.000 km ke selusin bintang di dekatnya, jika kita manusia mengukur tinggi 1.4 Angstrom ... alpha centaur akan berjarak 3.200 km berjalan kaki.

https://en.wikipedia.org/wiki/Andromeda%E2%80%93Milky_Way_collision#Stellar_collision

1- http://www.wolframalpha.com/input/i=%281mm%2Fearth+diameter+%29+*alpha+centauri+distance