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우리 은하가 행성별로 어떻게 조 년 안에 우리 태양계를 죽일 것인가

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재미있는 질문이 있습니다. 태양계는 어떻게 죽을까요?



좋아, 그래서 재미가 없을 수도 있어. 그러나 그것의 과학은 적어도 흥미롭습니다.

이 주제에 대한 기사를 읽을 때 대부분의 경우 다음과 같은 대답을 얻습니다. 태양은 핵연료를 소모하고 적색 거성이 되어 수성, 금성, 지구를 집어삼킬 것입니다. , 그 외층을 날려 버리다 , 그리고 백색 왜성으로 변해, 검게 변하고 거의 절대 영도가 될 때까지 영원히 냉각됩니다.







이 모든 것이 사실이지만 실제로는 그렇지 않습니다. 태양계 , 태양과 처음 세 개의 행성(그 중 하나는 우리가 기득권을 가지고 있음). 하지만 화성과 4개의 거대한 행성을 포함한 다른 것들도 있습니다. 그들도 계산합니다. 젠장, 목성은 그 자체로 태양계의 다른 모든 것(태양 제외)을 합친 것보다 질량이 더 크므로 그 운명이 매우 중요합니다.

그들 모두에게 무슨 일이?

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스케일링할 물체 크기가 있는 태양계이지만 거리가 아닙니다. 크레딧: Wikipedia / WP / PlanetUser확대

스케일링할 물체 크기가 있는 태양계이지만 거리가 아닙니다. 신용 거래: Wikipedia / WP / PlanetUser

최근에 발표된 한 논문은 바로 그 점을 조사하고 있습니다. . 일반적으로 단기적으로는 태양 주위의 행성의 움직임을 예측할 수 있습니다. 그것들은 17세기에 아이작 뉴턴이 처음으로 제시한 방정식을 따르고 우리는 오늘날에도 그 방정식을 거의 같은 방식으로 사용합니다.





그러나 장기적으로는 효과가 없을 것입니다. 서로 공전하는 두 개 이상의 천체가 있는 경우 시스템은 일반적으로 충분히 오랜 시간이 지나면 혼란스러워집니다. 나는 아무데나 날아가는 것과 같은 것을 의미하지 않습니다. 이것은 카오스 이론의 수학적 의미에서입니다. 즉, 먼 미래의 어느 시점에 행성이 어디에 있을 것인지 정확하게 예측할 수 없습니다. 정확하게 그들의 위치와 움직임을 지금 측정하십시오. 임의의 오류는 아무리 작더라도 방정식을 통해 전파되어 시간이 지남에 따라 더 커지고 결국 예측할 수 없는 방식으로 태양계 구성을 변경합니다.

태양계에서 방출된 불량 행성이 은하계를 떠도는 모습을 묘사한 작품입니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech/R. 상처(Caltech-IPAC)확대

태양계에서 방출된 불량 행성이 은하계를 떠도는 모습을 묘사한 작품입니다. 신용 거래: NASA/JPL-Caltech/R. 상처(Caltech-IPAC)

이를 피하기 위해 수학에 불확실성을 포함시킨 다음 방정식을 여러 번 실행하고 매번 해당 값을 조금씩 변경하여 어느 정도 보상할 수 있습니다. 결과는 일정 시간이 지나면 다양한 구성이 되지만 통계적으로 볼 수 있습니다. 예를 들어, 얼마나 많은 시뮬레이션에서 목성과 토성이 상호 작용하여 토성이 태양계에서 쫓겨났습니까? 어떤 심이 옳은지 알 수는 없지만 이런 식으로 무슨 일이 일어날지 짐작할 수는 있습니다.

새로운 신문에서 그들은 더 멀리 나아갔습니다. 한 가지는 태양이 적색 거성으로 자라면서 질량을 잃는 것을 포함했습니다. 그것이 중요합니다. 중력이 약해지면서 행성의 궤도가 확장되기 때문입니다. 화성에서 해왕성까지의 행성은 태양이 질량의 약 절반을 잃으면서 궤도가 약 1.85배 커지는 것을 발견했습니다. 앞으로 70억년.

그 외에도 은하계의 별들이 영향을 미칠 만큼 태양에 가까워질 가능성도 포함했습니다. 별은 작고 매우 멀리 떨어져 있습니다. 태양에서 가장 가까운 별은 40조 킬로미터 이상 떨어져 있습니다. 따라서 이와 같은 만남은 드뭅니다.

하지만 존재하지 않습니다. 그리고 미래까지 시뮬레이션을 실행한다면 태양계를 옆으로 휘두르는 별이 불가피해집니다. 그래서 과학자들은 시뮬레이션을 두 부분으로 나누어 실행했습니다. 첫 번째는 태양이 질량을 잃을 때까지였고, 두 번째는 오랜 시간이 지난 후였습니다. 여기에는 실제 은하 환경(입방 광년당 별의 수와 그 움직임)을 사용하여 반무작위 별과의 만남이 포함되어 있습니다.

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지구가 적색거성이 될 때 태양이 요리하는 모습을 묘사한 작품… 태양이 팽창할 때 삼키지 않는 한. 크레딧: Wikimedia commons / fsgregs확대

지구가 적색거성이 될 때 태양이 요리하는 모습을 묘사한 작품… 태양이 팽창할 때 삼키지 않는 한. 신용 거래: 위키미디어 공용 / fsgregs

그들은 1단계(태양이 부풀어 오르기 전)에서 행성이 태양에 너무 가까워서 효과가 크지 않다는 것을 발견했습니다. 별들은 해왕성을 제거하기 위해서라도 훨씬 더 가깝게 지나가야 할 것이고, 그런 만남은 해왕성에서 일어난다. 조년 시간 척도. 매우 가능성이 낮습니다.

그러나 태양이 백색 왜성이고 행성이 더 멀리 떨어져 있으면 확률이 높아집니다. 태양의 중력은 더 약하고 행성은 더 멀리 떨어져 있으며 우연한 항성 만남은 행성을 제거하고 성간 공간으로 던질 수 있는 더 쉬운 시간을 제공합니다.

그들은 이 구성에서 10개의 전체 시뮬레이션을 실행했습니다. 많지는 않지만(보통 수백 또는 수천이 실행되는 이와 같은 상황에서) 그들은 자신의 결론에 확신을 가질 때마다 비슷한 결과를 얻었습니다.

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태양계에 대한 10가지(색상으로 구분된) 시뮬레이션에서 행성이 분출되는 시간을 보여주는 플롯. 예를 들어, 각 심의 마지막 행성이 배출된 시간은 맨 윗줄에 있습니다. 여기서 가장 오래된(올리브)는 450억년이고 가장 늦은(보라색)은확대

태양계에 대한 10가지(색상으로 구분된) 시뮬레이션에서 행성이 분출되는 시간을 보여주는 플롯. 예를 들어, 각 심의 마지막 행성이 분출된 시간은 맨 윗줄에 있으며, 가장 오래된(올리브)는 450억년이고 가장 늦은(보라색)은 3,000억년 이상입니다. 평균적으로 목성은 마지막에 배출되지만 항상 그런 것은 아닙니다. 신용 거래: Zinket al.

기본적으로 그들은 별이 100억년 정도마다 약 750억 킬로미터 내를 통과할 가능성이 있다는 것을 발견했습니다. 어느 정도 효과가 있을 만큼 충분히 가깝고 더 많은 만남이 추가됩니다. 일부 심에서는 외부 행성이 약 450억 년 후에 불안정해졌습니다.

모든 심에서 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 기껏해야 조 년 후에 방출됩니다. 당연히 목성은 일반적으로 마지막 생존자입니다. 그것은 가장 가깝고 가장 방대하고 쫓아내기가 가장 어렵습니다.

평균적으로 첫 번째 행성은 300억 년 후에 사라지고 마지막 행성은 약 1000억 년 후에 사라집니다. 또한, 일단 첫 번째 행성이 ​​방출되면 시스템은 50억년 이내에 다음 두 행성이 뒤따를 정도로 불안정해집니다. 마지막 행성은 또 다른 500억 년 동안 머무는 경향이 있습니다. 그 이유는 시스템에 중력에 의해 상호 작용하고 찌를 수있는 다른 행성이 없기 때문입니다.

나는 그들이 시뮬레이션에서 빠뜨린 한 가지 큰 사실에 주목하겠습니다. 바로 화성입니다. 그들은 그것이 태양에 가장 가깝고 그것을 멀리 던지기 위해 정말 가까운 별과의 만남이 필요하기 때문에 그것이 생존할 수 있는 실제 마지막 행성일 수 있다는 점에 주목합니다. 그래서 당신이 찾고 있다면 매우 장기적인 부동산 투자, 태양의 네 번째 바위 - 그것이 처음이자 유일한 바위가 되면 - 가야 할 길입니다.

논문에서 그들은 그들이 쌍성 , 태양계를 찌르는 데 더 효율적이므로 그들이 찾은 결과는 시스템이 얼마나 오래 지속되는지에 대한 상한선일 가능성이 큽니다.

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우주 열차 사고의 그림: 지금으로부터 40억 년 후의 은하수/안드로메다 은하 충돌. 출처: NASA, ESA, Z. Levay 및 R. van der Marel(STScI), T. Hallas 및 A. Mellinger확대

우주 열차 사고의 그림: 지금으로부터 40억 년 후의 은하수/안드로메다 은하 충돌. 신용 거래: NASA, ESA, Z. Levay 및 R. van der Marel(STScI), T. Hallas 및 A. Mellinger

또한, 46억년 후에 우리은하와 안드로메다 은하가 충돌한다 , 태양은 여전히 ​​상대적으로 정상적인 별이고 그들은 그것에 대해 설명하지 않았습니다. 결과적으로 병합된 은하의 별 수가 지금보다 두 배 많을 때 조우가 더 자주 발생할 것입니다. 또한 충돌은 상황을 많이 뒤흔들 것이므로 어쨌든 모든 것이 무의미해질 수 있습니다. 태양은 별이 풍부하고 만남이 흔한 은하의 핵 속으로 떨어지거나 만남이 드문 교외로 내던져질 수 있습니다. 그리고 이것은 평균적인 별과의 만남이 심들에게 영향을 미치기 오래 전의 일입니다.

그래서 분명히 여기서 해야 할 일이 더 있습니다. 그러나 이것은 모든 것을 알아내는 훌륭한 단계입니다.

나는 때때로 이 주제에 왜 그렇게 매료되었는지 궁금합니다. 내 말은, 나는 말 그대로 이것에 대한 전체 책을 썼습니다 . 공포 영화와 같은 것에 대한 병적인 매혹 그 이상이라고 생각합니다.

우리는 태양계를 불변의 것으로 보고 있지만 그것은 인간의 일생에 걸쳐 있습니다. 위에 그것은 많은 변화를 주기 때문에 우리의 안일함을 뒤흔들고 있습니다.

그러나 그 이상으로, 수백만 또는 수십억이 아니라 깊은 시간이라는 개념에는 이상한 매력이 있습니다. 수조 몇 년, 또는 그 숫자를 시계의 똑딱이처럼 보이게 하는 신기원도 있습니다. 그것은 우리 대부분이 전에는 전혀 고려하지 않았던 것에 대한 창입니다. 시간이 계속 흐르도록 두면 어떻게 될까요? 정말로 긴? 그러면 어떻게 됩니까?

글쎄, 별은 다 떨어졌다. 행성은 우주로 던져집니다. 은하가 충돌합니다. 꽤 많이 일어난다 , 실제로.

우주의 나이는 거의 140억 년이며 우리는 그것이 긴 시간이라고 생각합니다. 그러나 실제로는 이제 막 시작되었습니다.