利用已知的知识跨越1000亿年,看看宇宙的未来会是什么样的?

“标的目的前看老是明智的,但要做到高瞻远瞩并非易事。”——温斯顿·丘吉尔

在曩昔的138亿年里,我们从电离的质子和中子的海洋中初次形当作了原子核,跟着空间的冷却并膨胀俘获电子形当作了中性原子,紧接着在引力的感化下(氢、氦)气体云缩短,形当作了第一批恒星,而且见证了几代恒星的灭亡和更生。此外,在最大的标准上,宇宙履历了几千亿个星系的形当作,以及当作千上万个星系堆积当作星系团、超星系团和细丝布局的过程。我们知道了宇宙曩昔的故事,那么将来呢?我们今天就跨越1000亿年,看看我们的宇宙在将来是什么样的?

在星系布局形当作,一切尘埃落心猿意马之后,我们发现本身身处在一个庞大而又不起眼的螺旋星系中,我们的星系是当地星系群中的第二大星系,距离比来的大星系团中间跨越5000万光年,在可不雅测的宇宙中布满了跨越1000亿个大星系,这些星系距离我们几百万到几百亿光年不等。这就是我们身处的宇宙。

对我们来说宇宙春秋138亿年是很长很长的一段时候,但现实上宇宙仍然处于早期阶段,在将来宇宙将会一向存在、而且不竭地膨胀。

太阳系和银河系的将来

按照我们对恒星演化的理解,太阳应该还能撑个70亿年摆布,也就是说在来到1000亿年后的宇宙,太阳应该早在930亿年前就耗尽了其焦点最后的核燃料,履历红巨星阶段。最后将外层的氢壳吹走形当作行星状星云,而内部焦点(碳、氧和更重的元素)将缩短当作一颗白矮星,其质量约为地球的巨细,但密度是地球的10万倍的恒星残骸!

太阳残留的白矮星仅靠本身的余热发光,最终也会掉去热量而且冷却当作一颗完全看不见的黑矮星,但这个过程很是迟缓,1000亿年后太阳残留的焦点仍然是可见的。而我们的地球呢?若是我们的地球能在太阳的红巨星阶段有幸存活下来,在太阳身后我们的地球将会一向存在,但会当作为一颗流离行星, 地球上独一存在的是严寒、贫瘠、毫无生气的岩石。

届时我们的银河系看起来也会和此刻很是分歧。再也看不到庞大的螺旋布局,圆盘和旋臂,因为在40亿年后,不成抗拒的引力会将银河系、仙女座星系,巨细麦哲伦星系以及浩繁栖身在本星系群的矮卫星星系,星系团堆积在一路,发生大融合,形当作更大的星系布局——椭圆星系。

在最初归并的几十亿年间,星系气体云、恒星的碰撞将会引起激烈的恒星形当作过程,使两个星系呈现更多蓝色的年青恒星。可是这些质量庞大的蓝色恒星不会存在很长时候,大约也就几十万年到几百万年,这些恒星会在超新星的爆发中灭亡。在一代又一代的恒星降生、灭亡的过程中,星系内氢的含量会大幅下降,并不说没有氢,氢的含量在宇宙中会永远占本家儿导地位,而是剩下的气体形当作新恒星的速度将远远低于今朝的速度,最多是此刻恒星形当作速度的0.2%。

1000亿年后的天空看起来是如何的

在1000亿年之后,我们的本星系群将会是一个庞大、古老椭圆星系,星系中恒星的形当作很是罕有,也很少能看见超新星爆发,一切都是那么的安静,因为夜空中剩下的所有恒星都是一些温度很低、质量很低、颜色发红的矮星。

与我们今天的夜空比拟也会发生很大的转变,例如:恒星的光度会变低良多,夜空中横跨天空的星系会变得更大,外形也与今天得分歧,我们领受到的绝大大都光将是红光和红外光,而不是我们今天看到的紫外光、可见光、红外光的夹杂。

恒星的残存物:白矮星、黑洞和中子星,在这个古老的星系中会比今天的任何一个星系中的都要多的多,这些都是比力小的影响。

最主要的是,今天大量存在的工具,包罗我们已知的工具,在1000亿年后,都不会以我们此刻所能看到的形式存在。

对1000亿年后银河系的任何不雅测者来说,当他们远望银河系之外时,他们看到的宇宙和我们看到的宇宙判然不同。

他们除了能看到本身的星系以外,宇宙中什么也没有。我们知道今朝的宇宙正在加快膨胀,这是暗能量惹的祸,暗能量会驱动宇宙中所有其他的星系,所有不受本星系群引力约束的星系,包罗今朝可见宇宙之外的星系城市加快远离我们。即使是离我们比来的星系,好比室女座中的其他星系团、狮子座中的星系,甚至是离我们很是近的M81星系团,城市变得不成见,也不会留下任何深奥无极量的特征和之前存在的证据。

若是人类出生在1000亿年后的宜居星球上,他们就会得出这样的结论:我们的星系是宇宙中独一的星系。

我们看不到任何来自宇宙大爆炸的信息

我们发现宇宙正在膨胀的这个事实,是第一个指引我们提出宇宙大爆炸发源的证据,在1000亿年后,人们发现不了宇宙在膨胀,谈何研究宇宙的发源。更严重的是:

甚至连大爆炸遗留下来的余晖,微波布景他们也无法探测到!此刻看起来是2.725开尔文的微波辐射,相对密度为每立方厘米有411个光子,从此刻起到1000亿年后这个环境会和此刻发生很大的分歧。

宇宙1000亿年的膨胀将会把宇宙微波布景辐射的波长拉到无线电波的波段,并严重稀释光子的密度,以至于那时的人们需要一个地球巨细的射电千里镜才能不雅察到宇宙布满无线电辐射!可以必定地是1000亿年后波动仍然会存在,但会虚弱到今天波动的10万分之一,但作为科学研究,想发现微波布景关于宇宙发源的信息已经是不成能了。

下图为中国的“天眼”FAST,这是今朝宿世界上最大的射电千里镜。1000亿年后的人类需要一个直径是FAST4万倍的千里镜来探测大爆炸遗迹!你感觉他们会发现微波辐射吗?

总结:我们幸运的降生在了宇宙年青的时辰

所以我们降生在宇宙年青的时辰,真的很幸运,年青就代表活力,是以此刻的宇宙中时时刻刻都有新的恒星形当作和灭亡,给了我们良多的不雅测机遇,此刻的天空中也布满了星系和星团,大爆炸留下的余辉仍然逗留在微波波段中,光子密度也足够大,我们甚至可以用一个简单的电视天线就能领受到微波辐射的旌旗灯号。这些都给了我们良多关于宇宙曩昔和将来的信息。

而1000亿年后,我们身体中的很多原子将当作为分歧恒星和行星的一部门,在分子布局中与今天甚至不属于银河系的原子连系在一路。到时,不知道这原子还记得我们不?记得曾经在我们的身体里糊口过?

1000亿年,我们的太阳已经消逝了很长一段时候,可是今朝太阳系的所有物质和能量将会继续存在于整个宇宙中,而这些物质、能量可能会在一个新的恒星系统中,一个新的行星上,获得别的一次当作为生命的机遇。

以上的故事就是对我们每小我将来的一瞥;你必定会加倍爱护保重明天!


  • 发表于 2019-10-16 09:19
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