Временная шкала далёкого будущего

Многие модели, описывающие далёкое будущее Вселенной, предполагают, что чёрные дыры останутся единственными астрономическими объектами

На космологической шкале времени события могут быть предсказаны с той или иной долей вероятности.

Меньше 10 000 лет вперёд

• ~320 лет — зона отчуждения Чернобыльской АЭС станет пригодной для жизни^[1].
• ~600 лет — время, когда в соответствии с современными представлениями о границах созвездий, прецессия оси Земли сместит весеннее равноденствие из созвездия Рыб в созвездие Водолея^[2].
• ~1000 лет — в результате прецессии земной оси северной полярной звездой станет Гамма Цефея^[3].
• 3200 лет — в результате прецессии земной оси северной полярной звездой станет Йота Цефея^[3].
• 5200 лет — Григорианский календарь начнёт отставать на одни сутки от астрономического времени^[4].
• 9700 лет — Звезда Барнарда подойдёт на расстояние 3,8 светового года к Солнечной системе. В это время она будет нашей ближайшей соседкой^[5].

От 10 000 до 1 миллиона (10⁶) лет вперёд

• 10 000 лет — конец человечества согласно теореме о конце света Брэндона Картера, утверждающей, что к этому моменту человечество вымрет с вероятностью 95 %^[6].
• 13 000 лет — в результате прецессии земной оси Вега станет Полярной звездой^[7].
• 36 000 лет — Звезда Росс 248 приблизится к Солнечной системе на расстояние 3,024 светового года, став на это время ближайшей к Солнцу звездой^[8].
• 42 000 лет — Альфа Центавра приблизится к Солнцу на минимальное расстояние^[8].
• 50 000 лет — окончится межледниковый период и Земля погрузится в новую эпоху оледенения, которая будет смягчена эффектом глобального потепления^[9]. Ниагарский водопад разрушит последние 30 километров до озера Эри и прекратит своё существование^[10].
• 100 000 лет — собственное движение звёзд сделает созвездия неузнаваемыми^[11]. Звезда-гипергигант VY Большого Пса взорвётся, образовав гиперновую^[12].
• 250 000 лет — Лоихи, самый молодой вулкан в гавайской императорской цепи подводных гор, поднимется над поверхностью океана и станет новым островом вулканического происхождения^[13].
• 500 000 лет — в течение этого времени на Землю с большой вероятностью упадёт астероид диаметром около 1 км^[14].

От 1 миллиона до 1 миллиарда (10⁶—10⁹) лет вперёд

• 1,4 миллиона лет — Глизе 710 пройдёт на расстоянии 0,3-0,6 светового года от Солнца. При этом гравитационное поле звезды может вызвать возмущение Облака Оорта и увеличить вероятность кометной бомбардировки внутри Солнечной системы^[15].
• 10 миллионов лет — расширившаяся Восточно-Африканская рифтовая долина будет затоплена водами Красного моря, Африканский континент будет разделён новым океанским заливом^[16].
• 40 миллионов лет — спутник Марса Фобос упадёт на его поверхность^[17].
• 50 миллионов лет — Австралия пересечёт экватор и столкнётся с Юго-Восточной Азией^[18]. Калифорнийское побережье начнёт погружаться под Алеутский жёлоб, а Африка столкнётся с Евразией, закрыв Средиземное море и создав горную систему, сравнимую с Гималаями^[19][20].
• 100 миллионов лет — в течение этого времени вероятно столкновение Земли с метеоритом, по размерам аналогичным тому, чьё падение привело к вымиранию динозавров 65 миллионов лет назад^[21].
• 150 миллионов лет — Австралия столкнётся с Антарктидой. Америка столкнётся с Гренландией
• ~230 миллионов лет — с этого момента становится невозможно предсказать орбиты планет^[22].
• ~240 миллионов лет — Солнечная система закончит полный оборот вокруг центра галактики^[23].
• 250 миллионов лет — континенты Земли объединятся в новый суперконтинент^[24].
• 600 миллионов лет — приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно^[25] (при этом будет наблюдаться прохождение Луны по диску Солнца).
• 600 миллионов лет — концентрация CO₂ упадёт ниже критического порога (около 50 частей на миллион), необходимого для поддержания C₃-фотосинтеза. На тот момент, деревья и леса в их нынешней форме не смогут существовать^[26].

От 1 миллиарда до 1 триллиона (10⁹—10¹²) лет вперёд

• 1 миллиард лет — момент, когда увеличение яркости Солнца сделает невозможной жизнь на поверхности Земли^[27].
• 1,1 миллиарда лет — исчезновение морской воды на всей Земле^[28][29].
• 3,5 миллиарда лет — условия на поверхности Земли станут сравнимы с теми, которые мы наблюдаем на Венере сейчас^[30].
• 3,6 миллиарда лет — приблизительное время, когда спутник Нептуна Тритон достигнет планетарного предела Роша и, распавшись, превратится в новое планетарное кольцо^[31].
• 5,4 миллиардов лет — Солнце начинает превращаться в красный гигант^[32]. В результате этого температура поверхности Титана, спутника Сатурна, может достичь температуры, необходимой для поддержания жизни^[33][34].
• 7 миллиардов лет — ожидается столкновение галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды. В результате столкновения две галактики объединятся в одну^[35][36].
• 20 миллиардов лет — согласно теории Большого разрыва, наша Вселенная прекратит своё существование^[37]. Экспериментальные доказательства этой гипотезы пока недостаточны^[38].
• 50 миллиардов лет — воздействие приливных сил сделает равными период вращения Луны вокруг Земли и период вращения Земли вокруг своей оси. Луна и Земля окажутся обращёнными друг к другу одной стороной. При условии, что обе уцелеют при превращении Солнца в красный гигант^[39][40].
• 100 миллиардов лет — время, когда расширение Вселенной уничтожит все доказательства Большого Взрыва, оставив их за горизонтом событий, что, вероятно, сделает космологию невозможной^[41].
• >400 миллиардов лет — время, за которое торий (и гораздо раньше — уран и все прочие актиноиды) всей Солнечной системы распадутся менее чем к 10⁻¹⁰% сегодняшней массы, оставляя висмут самым тяжёлым химическим элементом.

От 1 триллиона до 1 дециллиона (10¹²—10³³) лет вперёд

• 10¹² (1 триллион) лет — минимальное время, по прошествии которого в галактиках прекратится звездообразование в связи с полным истощением облаков межзвёздного газа, необходимого для образования новых звёзд^{[42], §IID.}.
• 2×10¹² (2 триллиона) лет — время, через которое все галактики за пределами Местного сверхскопления перестанут быть наблюдаемыми, если предположить, что тёмная энергия продолжит расширять Вселенную с ускорением^[43].
• от 10¹³ (10 триллионов) до 2×10¹³ (20 триллионов) лет — продолжительность жизни самых долгоживущих звёзд, маломассивных красных карликов^[42] §IIA..
• 10¹⁴ (100 триллионов) лет — максимальное время до прекращения звездообразования в галактиках^{[42], §IID.}. Это означает переход Вселенной из эпохи звёзд в эпоху распада; как только закончится звездообразование и наименее массивные красные карлики израсходуют своё топливо, единственными существующими звёздными объектами станут конечные продукты звездной эволюции: белые карлики, нейтронные звёзды и черные дыры. Останутся также коричневые карлики^[42] §IIE..
• 10¹⁵ (1 квадриллион) лет — приблизительное время, через которое планеты покинут свои орбиты. Когда две звезды проходят близко друг к другу, орбиты их планет претерпевают возмущение и могут быть сорваны с орбит вокруг их родительских объектов. Дольше всех продержатся планеты с наиболее низкими орбитами, так как для изменения их орбиты объекты должны пройти очень близко друг к другу^{[42], §IIIF, Table I.}.
• от 10¹⁹ (10 квинтиллионов) до 10²⁰ (100 квинтиллионов) лет — приблизительное время, через которое коричневые карлики и останки звёзд будут выброшены из галактик. Когда два объекта проходят достаточно близко друг к другу, происходит обмен орбитальной энергией, при котором объектам с меньшей массой свойственно накапливать энергию. Таким образом, посредством повторяющихся встреч объекты с меньшей массой могут накопить энергию, достаточную для того, чтобы покинуть галактику. Вследствие этого процесса галактики лишатся большинства своих коричневых карликов и останков звёзд^{[42], §IIIA;[44], pp. 85-87}.
• 10²⁰ (100 квинтиллионов) лет — приблизительное время, через которое Земля упала бы на Солнце из-за потери энергии орбитального движения через гравитационное излучение^[45], если бы Земля ранее не была поглощена Солнцем, превратившимся в красный гигант (см. выше)^[46][47], или не выброшена с орбиты гравитационными возмущениями от пролетающих мимо звёзд^[45].
• 10³² (100 нониллионов) лет — минимально возможное значение периода полураспада протона, согласно экспериментам^[48].

От 1 дециллиона до 1 миллиллиона (10³³—10³⁰⁰³) лет вперёд

• 3×10³⁴ (10 дециллионов) лет — приблизительное время, за которое все нуклоны в наблюдаемой Вселенной распадутся, если за период полураспада протона принять минимально возможное значение^[49].
• 10³⁶ (1 ундециллион) лет — средний период полураспада протона согласно некоторым теориям.
• 10⁴¹ (100 додециллионов) лет — максимально возможное значение периода полураспада протона — в предположении, что Большой взрыв описывается инфляционными космологическими теориями и что распад протона вызывается тем же механизмом, который отвечает за преобладание барионов над антибарионами в ранней Вселенной^{[42], § IVA.}.
• 3×10⁴³ (30 тредециллионов) лет — приблизительное время, за которое все нуклоны в наблюдаемой Вселенной распадутся, если за период полураспада протона принять максимально возможное значение, 10⁴¹, согласно условиям, данным выше. После этой временной отметки, если протоны распадаются, начнется эпоха чёрных дыр, в которой чёрные дыры — единственные существующие небесные тела^[42].
• 10⁶⁵ (100 вигинтиллионов) лет — если предполагать, что протоны не распадаются, за это характерное время атомы и молекулы в твёрдых телах (камнях и т. п.) даже при абсолютном нуле переходят на другие места в кристаллической решётке из-за квантового туннелирования. На этой шкале времени всё вещество можно рассматривать как жидкое^[45].
• 2×10⁶⁶ (2 унвигинтиллиона) лет — приблизительное время, за которое чёрная дыра с массой Солнца испарится в процессе излучения Хокинга^[50].
• 1,7×10¹⁰⁶ лет — приблизительное время, за которое сверхмассивная чёрная дыра массой в 20 триллионов солнечных масс испарится в процессе излучения Хокинга. Это знаменует конец эпохи чёрных дыр. Далее, если протоны распадаются, Вселенная войдёт в эпоху вечной тьмы, в которой все физические объекты распались до субатомных частиц, постепенно спустившись до нижнего энергетического состояния^[42].
• 10¹⁵⁰⁰ лет — если предположить, что протоны не распадаются, это приблизительное время, за которое вся материя распадётся до железа-56. См. изотопы железа, железная звезда^[45].

Больше 1 миллиллиона (10³⁰⁰³) лет вперёд

• $10^{10^{26}}$ лет^{[~ 1]} — нижняя оценка времени, за которое всё вещество коллапсирует в чёрные дыры (исходя из предположения, что протоны не распадаются)^[45]. Последующая эпоха чёрных дыр, их испарение и переход к эпохе вечной тьмы по сравнению с этим временным масштабом занимает пренебрежимо малое время.
• $10^{10^{50}}$ лет — предполагаемое время, через которое Больцмановский мозг появится в вакууме из-за спонтанного уменьшения энтропии^[51].
• $10^{10^{76}}$ лет — верхняя оценка времени, за которое всё вещество коллапсирует в чёрные дыры и нейтронные звёзды (опять же в предположении, что протоны не распадаются)^[45].
• $10^{10^{10^{76.66}}}$ лет — масштаб оцениваемого времени возврата Пуанкаре для квантового состояния гипотетического ящика, содержащего изолированную чёрную дыру звёздной массы^[52], при использовании статистической модели, подчиняющейся теореме Пуанкаре о возвращении. Простой способ объяснить эту временную шкалу — в модели, где история нашей Вселенной повторяется неограниченное число раз вследствие статистической эргодической теоремы, это то время, за которое изолированный объект массой в Солнце вновь вернётся к (почти) прежнему состоянию.
• $10^{10^{10^{10^{2,08}}}}$ лет — время возврата Пуанкаре для массы видимой Вселенной.
• $10^{10^{10^{10^{10^{1,1}}}}}$ лет — время возврата Пуанкаре для массы Вселенной (вместе с её ненаблюдаемой частью) в рамках определённой инфляционной космологической модели с инфлятоном массой 10⁻⁶ планковских масс^[52].

Комментарии

1. ↑ С этого момента годы используются лишь для удобства, их можно заменить на микросекунды или тысячелетия, поскольку это не приведёт к сколько-нибудь заметному изменению числового выражения описываемых промежутков времени.

Примечания

1. ↑ Doug Sanders Area around Chernobyl remains uninhabitable 25 years later. Globe and Mail. Проверено 14 июня 2011.
2. ↑ Nick Strobel Astronomy without a Telescope. astronomynotes.com. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 16 апреля 2011.
3. ↑ ^{1 2} Pole Star. Universe Today. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 16 апреля 2011.
4. ↑ John Meeus, More Mathematical Astronomy Morsels. Section 6.3. Willmann-Bell, 2002. ISBN 978-0-943396-74-3
5. ↑ García-Sánchez, J.; et al. (2001). «Stellar encounters with the solar system». Astronomy & Astrophysics 379: 642. DOI:10.1051/0004-6361:20011330. Bibcode: 2001A&A...379..634G.
6. ↑ Fraser Cain The End of Everything. Universe Today (2007). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 2 июня 2011.
7. ↑ Why is Polaris the North Star?. NASA. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 10 апреля 2011.
8. ↑ ^{1 2} Matthews, R. A. J. (Spring 1994). «The Close Approach of Stars in the Solar Neighborhood» 35 (1): 1. Bibcode: 1994QJRAS..35....1M.
9. ↑ Berger A, Loutre MF (2002). «Climate: An exceptionally long interglacial ahead?». Science 297 (5585): 1287–8. DOI:10.1126/science.1076120. PMID 12193773.
10. ↑ Niagara Falls Geology Facts & Figures. Niagara Parks. Архивировано из первоисточника 26 августа 2011. Проверено 29 апреля 2011.
11. ↑ Ken Tapping The Unfixed Stars. National Research Council Canada (2005). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 29 декабря 2010.
12. ↑ The Hubble Space Telescope (HST). NASA.(недоступная ссылка — история) Проверено 14 июня 2011.
13. ↑ Frequently Asked Questions. Hawai’i Volcanoes National Park (2011). Архивировано из первоисточника 27 октября 2012. Проверено 22 октября 2011.
14. ↑ Bostrom, Nick (March 2002). «Existential Risks: Analyzing Human Extinction Scenarios and Related Hazards». Journal of Evolution and Technology 9.
15. ↑ Date With The Neighbors: Gliese 710 And Other Incoming Stars
16. ↑ Eitan Haddok Birth of an Ocean: The Evolution of Ethiopia's Afar Depression. Scientific American (2009). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 27 декабря 2010.
17. ↑ Everything2: Petasecond. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 1 сентября 2010.
18. ↑ This is the way the World may look like 50 million years from now!. Paleomap Project. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 23 декабря 2010.
19. ↑ Tom Garrison Essentials of Oceanography. — 5. — Brooks/Cole, year=2009. — P. 62.
20. ↑ Continents in Collision: Pangea Ultima. NASA (2000). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 29 декабря 2010.
21. ↑ Prof. Stephen A. Nelson Meteorites, Impacts, and Mass Extinction. Tulane University. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 13 января 2011.
22. ↑ Wayne B. Hayes (2007). «Is the outer Solar System chaotic?». Nature Physics 3 (10): 689–691. DOI:10.1038/nphys728. Bibcode: 2007NatPh...3..689H.
23. ↑ Leong, Stacy Period of the Sun's Orbit around the Galaxy (Cosmic Year. The Physics Factbook (2002). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 2 апреля 2007.
24. ↑ Scotese, Christopher R. Pangea Ultima will form 250 million years in the Future. Paleomap Project. Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 13 марта 2006.
25. ↑ Questions Frequently Asked by the Public About Eclipses. NASA. Архивировано из первоисточника 4 февраля 2012. Проверено 7 марта 2010.
26. ↑ Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R. (2009), "Circumstellar Habitable Zones to Ecodynamic Domains: A Preliminary Review and Suggested Future Directions", arΧiv:0912.2482 
27. ↑ University of Washington (January 13, 2003). 'The end of the world' has already begun, UW scientists say. Пресс-релиз. Проверено 2007-06-05.
28. ↑ Kasting, J. F. (June 1988). «Runaway and moist greenhouse atmospheres and the evolution of earth and Venus». Icarus 74 (3): 472–494. DOI:10.1016/0019-1035(88)90116-9. PMID 11538226. Bibcode: 1988Icar...74..472K.
29. ↑ Guinan, E. F.; Ribas, I. (2002). "Our Changing Sun: The Role of Solar Nuclear Evolution and Magnetic Activity on Earth's Atmosphere and Climate". Montesinos, Benjamin; Gimenez, Alvaro; Guinan, Edward F. ASP Conference Proceedings, The Evolving Sun and its Influence on Planetary Environments: 85–106, Astronomical Society of the Pacific. 
30. ↑ Jeff Hecht. Science: Fiery future for planet Earth, New Scientist (2 April 1994), стр. 14. Проверено 29 октября 2007.
31. ↑ C. F. Chyba, D. G. Jankowski, P. D. Nicholson (1989). «Tidal evolution in the Neptune-Triton system». Astronomy & Astrophysics 219: 23. Bibcode: 1989A&A...219L..23C.
32. ↑ K. P. Schroder, Robert Connon Smith (2008). «Distant future of the Sun and Earth revisited». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 386 (1): 155–163. DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x. Bibcode: 2008MNRAS.386..155S.
33. ↑ Ralph D. Lorenz, Jonathan I. Lunine, Christopher P. McKay (1997). «Titan under a red giant sun: A new kind of "habitable" moon» (PDF). Geophysical Research Letters 24 (22): 2905–8. DOI:10.1029/97GL52843. PMID 11542268. Bibcode: 1997GeoRL..24.2905L. Проверено 2008-03-21.
34. ↑ Marc Delehanty Sun, the solar system's only star. Astronomy Today. Архивировано из первоисточника 9 июня 2012. Проверено 23 июня 2006.
35. ↑ Fraser Cain When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to the Sun?. Universe Today (2007). Архивировано из первоисточника 24 августа 2011. Проверено 16 мая 2007.
36. ↑ J. T. Cox, Abraham Loeb (2007). «The Collision Between The Milky Way And Andromeda». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 386 (1): 461. DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13048.x. Bibcode: 2008MNRAS.tmp..333C. Проверено 2008-04-02.
37. ↑ Robert Roy Britt The Big Rip: New Theory Ends Universe by Shredding Everything. space.com.(недоступная ссылка — история) Проверено 27 декабря 2010.
38. ↑ John Carl Villanueva Big Rip. Universe Today (2009). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012. Проверено 28 декабря 2010.
39. ↑ C.D. Murray & S.F. Dermott Solar System Dynamics. — Cambridge University Press, 1999. — P. 184. — ISBN 0521572959
40. ↑ Dickinson Terence From the Big Bang to Planet X. — Camden East, Ontario: Camden House, 1993. — P. 79–81. — ISBN 0-921820-71-2.
41. ↑ JR Minkel A.D. 100 Billion: Big Bang Goes Bye-Bye. Scientific American (2007). Архивировано из первоисточника 14 августа 2012.
42. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9} A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects, Fred C. Adams and Gregory Laughlin, Reviews of Modern Physics 69, #2 (April 1997), pp. 337—372. 1997RvMP…69..337A. DOI:10.1103/RevModPhys.69.337. arΧiv:astro-ph/9701131.
43. ↑ Life, the Universe, and Nothing: Life and Death in an Ever-expanding Universe (PDF preprint), Lawrence M. Krauss and Glenn D. Starkman, Astrophysical Journal, 531 (March 1, 2000), pp. 22—30. DOI:10.1086/308434. Bibcode: 2000ApJ...531...22K. arΧiv:astro-ph/9902189.
44. ↑ The Five Ages of the Universe, Fred Adams and Greg Laughlin, New York: The Free Press, 1999, ISBN 0-684-85422-8.
45. ↑ ^{1 2 3 4 5 6} Dyson, Freeman J. (1979). «Time Without End: Physics and Biology in an open universe». Reviews of Modern Physics 51 (3): 447. DOI:10.1103/RevModPhys.51.447. Bibcode: 1979RvMP...51..447D. Проверено 2008-07-05.
46. ↑ Schröder, K.-P. (2008). «Distant future of the Sun and Earth revisited». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 386 (1): 155. DOI:10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x. Bibcode: 2008MNRAS.386..155S.
47. ↑ I. J. Sackmann, A. I. Boothroyd, K. E. Kraemer (1993). «Our Sun. III. Present and Future». Astrophysical Journal 418: 457. DOI:10.1086/173407. Bibcode: 1993ApJ...418..457S.
48. ↑ Theory: Decays, SLAC Virtual Visitor Center. Accessed on line June 28, 2008.
49. ↑ Around 264 half-lives. For the worked computation with a different value of the half-life, see Solution, exercise 17, One Universe: At Home in the Cosmos, Neil de Grasse Tyson, Charles Tsun-Chu Liu, and Robert Irion, Washington, D.C.: Joseph Henry Press, 2000. ISBN 0-309-06488-0.
50. ↑ Particle emission rates from a black hole: Massless particles from an uncharged, nonrotating hole, Don N. Page, Physical Review D 13 (1976), pp. 198—206. DOI:10.1103/PhysRevD.13.198. See in particular equation (27).
51. ↑ Linde, Andrei. (2007). «Sinks in the landscape, Boltzmann brains and the cosmological constant problem». Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2007 (01): 022. DOI:10.1088/1475-7516/2007/01/022. Проверено 2009-06-26.
52. ↑ ^{1 2} Information Loss in Black Holes and/or Conscious Beings?, Don N. Page, Heat Kernel Techniques and Quantum Gravity (1995), S. A. Fulling (ed), p. 461. Discourses in Mathematics and its Applications, No. 4, Texas A&M University Department of Mathematics. arΧiv:hep-th/9411193. ISBN 0-9630728-3-8.

astronomiya_  vremya_  geologiya_  Астрономия   vremya_  geologiya_  Время   geologiya_  Геология   Физика