TIPS:本文共有 1438 个字,阅读大概需要 3 分钟。
尽管(大多数时候)我们脚下的地面感到坚实而令人放心,但这个宇宙中没有任何东西可以永远存在。
有一天,我们的太阳将死,在其核心收缩成白矮星之前,喷射出大部分质量,然后逐渐散发热量,直到一千亿年后,它不再是一块冷的,黑暗的,死亡的硬块。
但是到那时,太阳系的其余部分将不复存在。根据新的模拟,剩下的所有行星只需花一千亿年就可以穿越银河系,将垂死的太阳远远甩在后面。
至少数百年来,天文学家和物理学家一直试图弄明白太阳系的最终命运。
加州大学洛杉矶分校的天文学家乔恩·辛克、加州理工学院的康斯坦丁·巴蒂金和密歇根大学的弗雷德·亚当斯在新论文中写道:"了解太阳系的长期动态稳定性是天体物理学中最古老的追求之一,可追溯到牛顿本人,牛顿本人推测行星之间的相互作用最终将使系统不稳定。”
但这比看起来复杂得多。动力学系统中涉及的、相互交互的物体数量越多,系统的增长就越复杂,并且难以预测。这称为N体问题。
由于这种复杂性,不可能对某些时间范围内的太阳系物体的轨道进行确定性的预测。在大约五到一千万年的时间里,确定性马上就消失了。
但是,如果我们能弄清楚太阳系将要发生什么,那将告诉我们有关宇宙可能如何演化的信息,其时间尺度远远超过其目前的138亿年年龄。
在1999年,天文学家预测太阳系将在至少10 ^ 18年的时间内缓慢崩塌。他们计算得出,木星和土星的轨道共振要花费多少时间才能使天王星解耦。
不过,根据乔恩·辛克团队的说法,此计算未包括一些可能会尽快破坏太阳系的重要影响。
在死亡的大约50亿年中,太阳将膨胀为红巨星,吞噬水星、金星和地球。然后它将弹出近一半的质量,被恒星风吹到太空中。剩余的白矮星将仅占当前太阳质量的54%。
这种质量损失将放松太阳在其余行星,火星以及外围的气体和冰巨星(木星,土星,天王星和海王星)上的引力。
其次,当太阳系绕银河系绕行时,其他恒星应该足够接近以扰动行星的轨道,大约每2300万年一次。
研究人员写道:“通过考虑恒星的质量损失和外行星轨道的膨胀,这些遭遇将变得更有影响力。”“只要有足够的时间,这些飞越中的一些就会足够接近,以使其余的行星解体或使它们不稳定。”
在计算中考虑了这些额外影响的情况下,该团队使用功能强大的Shared Hoffman2群集对外部行星进行了10次N体模拟(省去了火星以节省计算成本,因为其影响可以忽略不计)。这些模拟分为两个阶段:直到太阳质量损失的结束,以及随后的阶段。
尽管10次模拟并不是一个强大的统计样本,但该团队发现每次都出现类似的情况。
太阳完成向白矮星的演化后,外行星的轨道较大,但仍保持相对稳定。然而,木星和土星以5:2的稳定共振被捕获——木星每绕太阳公转五次,土星绕公转两次(这种共鸣被多次提出,尤其是艾萨克·牛顿本人提出)。
这些膨胀的轨道以及行星共振的特征使该系统更容易受到恒星经过时的扰动的影响。
在300亿年后,这种恒星扰动将那些稳定的轨道变成了混乱的轨道,导致行星迅速损失。除了一颗行星外,所有行星都逃脱了轨道,像流氓行星一样逃入银河系。
最后,寂寞的恒星球还存在500亿年,但它的命运已被封印。最终,它也被经过的恒星的引力影响而敲开。最终,到太阳变成白矮星后的1000亿年,太阳系就不再存在了。
这比1999年提出的时间要短得多。研究人员仔细地注意到,这取决于当前对当地银河环境的观测以及恒星飞越的估计,两者都可能改变。
即使对太阳系消亡时间表的估计确实发生了变化,但是,距离我们还有漫长的时间,人类生存的时间不足以看不到太阳的死亡。
我们转型不易,新知识内容立足于正能量、实用,觉得《新的研究表明(太阳系会比我们想象得更早完全解体)》对你有帮助,请留言收藏!