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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

日志

 
 
关于我

什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[信息图示]生命、宇宙和一切的未来   

2013-06-14 09:03:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:Ent

我见过你们人类无法相信的事情。我目睹过战船在猎户星座的边缘中弹,燃起熊熊火光,我见过C射线划过了汤豪赛之门那幽暗的宇宙空间。然而所有的这些片段,那所有的瞬间,都将湮没于时间的洪流,就像泪水消逝在雨中。

——Roy

在遥远北方那被称作斯维茨约的土地上,有一块石头。它有一百英里高,一百英里宽。每一千年,会有一只小鸟来到这里,用它磨尖自己的喙。当这块石头如此消磨殆尽的时候,永恒便又度过了一天。

——Hendrik Willem Van Loon

因为@小龙哈勃 的微博,发现了这个维基站点:http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future

完全看high了……于是我手贱做了一个信息图。这是现有科学所预测的未来时间表。

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补一个文字版吧。

 

36,000 红矮星Ross 248抵达距地球3.024光年的地方,成为离太阳最近的恒星。

42,000 Ross 248离去,半人马α重新成为离太阳最近的恒星系。

50,000 按Berger和Loutre的推算,当前的间冰期结束,地球进入下一个冰期(如果目前的人因全球变暖没有产生太大影响)。

50,000 由于月亮潮汐使地球自转放慢,天文学上的一日长度达到86401标准秒。

100,000 恒星的自行使得许多星座都无法辨认了。大犬座VY可能已经炸成一颗极超新星。

100,000 地球可能已经经历一次超级火山事件,爆发出400立方公里的岩浆。

250,000 夏威夷-天皇海山链的最年轻成员罗希海底山终于升出水面,成为一个火山岛。

500,000 地球可能已经遭受一颗直径为1公里的天体的撞击(如果人类没有采取行动)。

1 million 地球可能已经经历一次超级火山事件,爆发出3200立方公里的岩浆。

1 million 猎户座α(福特·长官的家乡)已经炸成一颗超新星。这一爆炸在地球上白天肉眼可见。

1.4 million Gliese 710靠近到太阳1.1光年处,然后离开。它的引力可能扰动奥尔特云,从而增加彗星撞击太阳系内侧行星的可能性。

8 million 火卫一进入距火星7000公里的位置,抵达洛希极限,被引力撕碎,残留的碎屑形成光环,成螺旋状飞向火星表面。

10 million 东非大裂谷和红海相接,海水灌入其中形成新的大洋。11 million火星的光环碎屑撞击火星表面。

50 million 加州海岸向阿留申海沟俯冲下沉。非洲和欧亚板块相撞,地中海消失,产生新的类似喜马拉雅的山脉。

100 million 地球可能已经遭受一颗直径10km的天体撞击,和恐龙灭绝那一次的相当。

230 million 混沌效应开始明显,无法预测如此长时间之后的行星轨道。

240 million 从现在算起至此时,太阳系绕行银河中心一周。

250 million 地球上全部大陆可能融合成一个超级大陆。

500-600 million 可能将有一次伽马射线爆发生在地球6500光年以内的范围,如果这次爆炸的方向合适,那么足以影响臭氧层,并可能触发一次大绝灭事件。

600 million 因为潮汐加速使得月亮远离地球,日全食将不再出现。

600 million 太阳光度增加,扰乱碳酸盐-硅酸盐循环。更高的亮度会加速地表岩石风化,将更多二氧化碳以碳酸盐形式固定在地壳里;高温使得地表水逐渐减少,板块间摩擦增大,二氧化碳回收效率降低。到此时大气二氧化碳将下降到10ppm,碳三循环将无法继续。

800 million 碳四循环也难以为继。多细胞生物恐将全灭。

1 billion 至此太阳光度增加了10%,如无生物反馈,地表温度将抵达47°C。大气成为潮湿温室,海洋蒸发失控、基本消失,只有两极可能存在较大片的水域,允许简单生命的存活。

1.3 billion 因缺乏二氧化碳、已知的真核生物代谢方式全灭。原核生物尚存。

1.5–1.6 billion 太阳光度增加使其宜居带外移,火星表面温度可能达到类似地球冰川期的温度。

2.3 billion 地球外核变为固体。地磁场消失。

2.8 billion 地表平均温度抵达147°C。残存在高纬度高海拔湖泊和地下洞穴里的单细胞生物也将全灭。

3 billion 月球距离地球太远,无法再有效稳定地轴倾斜。地球两极将发生混乱而强烈的漂移。

3.3 billion有1%的可能性,水星轨道偏心率增加到足以和金星相撞。由此带来的内太阳系混乱可能导致地球也遭到撞击。

3.5 billion 地球表面环境和今天的金星类似。

3.6 billion 海卫一落入海王星的洛希极限,可能破碎形成类似土星的光环。

4 billion 仙女座星云和银河系相撞,融合为新的“银河-仙女”星系。

5.4 billion 太阳核心的氢耗尽,离开主序,变为红巨星。

7.5 billion 地球和火星可能被太阳潮汐锁定,永远以一面对着太阳,就像现在月球对地球这样。

7.9 billion 太阳抵达红巨星分支末端,半径增加为今天的256倍,吞没水星和金星、并可能吞掉地球。土卫六的表面温度可能增加到适合生命居住的程度。

8 billion 太阳变成碳氧白矮星,残留质量为现在质量的54%。

14.4 billion 太阳光度持续下降,温度降至2239K,成为黑矮星,人肉眼无法看到。

20 billion 大撕裂理论预言的宇宙终结。钱德拉X射线天文台目前的观测数据暂不支持这个假说。

50 billion 地球和月球相互潮汐锁定(如果地球没有被太阳红巨星吞没)。此后太阳潮汐发挥作用、从地月系统中夺取角动量,导致月球重新向地球靠近、地球自转加速。

100 billion 宇宙加速膨胀使本星系群之外的所有星系离开“可观测宇宙”的范围。

150 billion 宇宙微波背景辐射从2.7K冷却到0.3K,以现有技术将无法再检测。

450 billion 本星系群的47个星系将汇聚成一个大星系。

800 billion 随着诸多红矮星亮度下降,银河-仙女星系的整体光度也开始下降。

10^12(1 trillion) 气态星云耗尽的估计时间下限。自此星系中将不再形成新的恒星。若暗能量密度恒定,那么此时宇宙扩张速度将使得大爆炸的证据不再可见。

3×10^13(30 trillion) 黑矮星太阳可能和另一颗恒星近距离遭遇,可能导致太阳的残存行星被抛出太阳系。

10^14(100 trillion) 气态星云耗尽的估计时间上限。宇宙从“成星纪”进入“衰退纪”。不再有新恒星形成,现有恒星逐渐耗尽氢原子并死去。

1.1–1.2×10^14(110–120 trillion) 宇宙中所有恒星都耗尽燃料。残留的大质量天体只有矮星、中子星和黑洞。

10^15(1 quadrillion) 太阳系的所有行星都因为太阳和其它恒星的近距离接触被甩出原来轨道。太阳表面温度冷却到5K。

10^19 - 10^20 褐矮星等天体因为星系间近距离接触而被抛出本星系。

10^20 引力辐射使得地球公转轨道逐渐缩小最后撞上太阳——如果地球这时候还没被红巨星太阳吞没、也没被近距离接触甩出去的话。

2×10^36 质子半衰期取最小值时,可观测宇宙中所有核子衰变所需时间。

3×10^43 质子半衰期取最大值时(如果质子确实衰变的话),可观测宇宙中所有核子衰变所需时间。唯一剩下的天体就是黑洞,“黑洞纪”开始。

10^65 固态物体(比如石头)通过量子隧穿效应重组原子和分子结构所需的时间——假如质子不衰变的话。在这个时间尺度下,“固体”不复存在,一切物质都是流体。

5.8×10^68 一颗质量为3个太阳质量的黑洞通过霍金辐射而消失所需时间。

1.9×10^98NGC 4889,已知最大黑洞通过霍金辐射消失所需时间。

1.7×10^106 几乎所有的黑洞都因霍金辐射而消失。“黑洞纪”结束,(如果质子确实衰变的话)“黑暗纪”开始,一切物质都衰变为亚原子颗粒,逐渐向其最后的能态逼近——也就是向热寂靠拢。

10^1500 如果质子不衰变,那么所有重子物质都会变成铁原子Fe-56。

10^10^26 如果质子不衰变,所有物质坍缩入黑洞的估计时间下限。在这个时间尺度下,“黑洞纪”只是一瞬间,会立刻进入黑暗纪。

10^10^50 波尔兹曼脑通过自发熵减(涨落)过程在真空中出现所需的时间。

10^10^56 量子涨落产生一个新的大爆炸所需时间。

10^10^76 如果质子不衰变,所有物质坍缩入黑洞的估计时间上限。

10^10^120 整个宇宙抵达热寂的估计时间上限。

10^10^10^76.66 如果一个假想的盒子包含一个恒星质量的孤立黑洞的话,那么这个系统的量子态的“庞加莱重现时间”在这个数量级上。不严格地说就是,因为粒子的数量和状态都是有限的,所以等待足够长时间之后总能等到一个时间,使得系统此时的状态和初始状态非常接近——所谓“轮回”。庞加莱重现时间就是“轮回”的期望时间。

10^10^10^10^2.08 如果这个盒子包含的黑洞的质量相当于目前可观测宇宙所有质量之和,那么这是它的庞加莱重现时间。

10^10^10^10^10^1.1 如果这个盒子包含的黑洞的质量相当于全宇宙的估计质量(采用林德的混沌暴涨模型计算得来),那么这是它的庞加莱重现时间。

PS 按照 http://www.maths.manchester.ac.uk/~cds/articles/svithjod.html 的计算,

开篇引文所提到的“永恒的一天”长度约为4.2 x 10^27年。

如果这个估计是成立的,那么考虑到宇宙目前的年龄是10^10年,这是历史上少有的几次,人类神话高估(而非低估)了宇宙的年龄。

注释

(1)理论上,到28亿年之后地球生命就该全灭了。

但是有十万分之一的概率,这时地球已经因为近距离接触被抛出了太阳系;

还有三百万分之一的概率,地球会被另一颗恒星捕获。

如果这一切发生了,那么地球生命还可以继续存活一段时间。

当然,还有一种可能,就是智慧生命在把自己炸成渣渣之前开发出了太空航行技术。

(2)最后8条(从10^10^26开始)的单位,依然按照前面的惯例,是年。但事实上这些数字已经如此之大,不管你用什么样的传统单位——是纳秒还是星星的寿命——这些数字都不会改变。

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