遥远未来的时间表

2020-05-18 00:20:47

跳到导航跳到搜索虽然未来永远不能绝对肯定地预测,[1]目前在各个科学领域的理解允许预测一些遥远的未来事件,即使只是在最宽泛的轮廓中。这些领域包括天体物理学,它揭示了行星和恒星是如何形成、相互作用和死亡的;粒子物理学,它揭示了物质在最小尺度上的行为;进化生物学,它预测了生命将如何随着时间的推移而演变;以及板块构造,它显示了大陆在几千年里是如何移动的。

对地球、太阳系和宇宙未来的所有预测都必须考虑热力学第二定律,该定律规定熵,或可用于做功的能量的损失,必须随着时间的推移而上升。恒星最终会耗尽它们供应的氢燃料并燃烧殆尽。天文物体在引力作用下从其恒星系统抛出行星,与来自星系的恒星系统之间的近距离相遇。[3]。

物理学家预计,物质本身最终会受到放射性衰变的影响,因为即使是最稳定的材料也会分裂成亚原子粒子。[4]目前的数据表明,宇宙具有平坦的几何形状(或非常接近平坦),因此在有限的时间后不会自行坍塌[5],而无限的未来允许大量不太可能发生的事件的发生,例如玻尔兹曼大脑的形成。[6]。

这里展示的时间线涵盖了从11千年开始到未来最遥远的时间范围内的事件。书中列出了一些可供选择的未来事件,以解释仍未解决的问题,例如人类是否会灭绝,质子是否会衰变,以及当太阳膨胀成为红巨星时,地球是否会幸存下来。

如果威尔克斯冰下盆地的破裂在接下来的几个世纪里危及东南极冰盖,那么要完全融化就需要这么长的时间。海平面将上升3到4米。[7]全球变暖的潜在长期影响之一,这与西南极冰盖的短期威胁是分开的。

红色超大恒星心宿二很可能已经在超新星中爆炸了。在白天,地球上应该很容易看到爆炸。[8]。

根据撒哈拉泵理论,地球两极的进动将使北非季风向北移动到足够远的地方,使撒哈拉变回热带气候,就像5000-10000年前一样。[9][10]。

随着火星在其米兰科维奇循环的近日点进动方面达到北半球变暖的峰值,火星北部的极地冰盖可能会消退。[11][12]

小红矮星罗斯248将在距离地球3.024光年的范围内通过,成为距离太阳最近的恒星。[13]它将在大约8000年后消退,首先是半人马座阿尔法星,然后是格利塞斯445,成为最近的恒星[13](见时间线)。

根据Berger和Loutre的说法,目前的间冰期将结束,[14]不管人为全球变暖的影响如何,地球将重新进入当前冰期的冰期。尼亚加拉瀑布将侵蚀伊利湖剩余的32公里,将不复存在。[15]。

加拿大地盾的许多冰川湖泊将被冰川后的反弹和侵蚀所抹去。[16]。

由于月球潮汐减慢了地球的自转速度,用于天文计时的一天的长度达到了大约86401SI秒。在现在的计时系统下,要么每一天都需要在时钟上增加一个闰秒,要么到那时,为了补偿,一天的长度必须正式延长一SI秒。[17]。

由于恒星在银河系中的运动,恒星在天球上的自然运动使许多星座变得无法辨认。[18]。

地球可能已经经历了一次足够大的超级火山喷发,喷发出400公里(96立方英里)的岩浆。相比之下,伊利湖为484公里3(116立方米)。[20]。

北美土生土长的蚯蚓,如巨型蚯蚓,将自然地通过美国上中西部向北传播到加拿大-美国边境,从劳伦蒂冰盖冰川(38°N到49°N)恢复,假设迁徙速度为每年10米。[21](然而,人类已经以更短的时间引进了北美的非本土入侵蚯蚓,对该地区的生态系统造成了冲击。)。

作为全球变暖的长期影响之一,10%的人为二氧化碳仍将保持在稳定的大气中。[22]

LōʻIhi火山是夏威夷-帝王海山链中最年轻的火山,它将浮出海面,成为一个新的火山岛。[23]。

在未来几十万年的某个时候,沃尔夫-瑞耶星WR104可能会爆发成一颗超新星。WR104的旋转速度足以产生伽马射线暴的可能性很小,而这样的伽马射线暴对地球上的生命构成威胁的可能性更小。[24][25]。

假设这是无法避免的,地球很可能已经被一颗直径约1公里的小行星击中。[26][26]。

南达科他州荒地国家公园崎岖的地形将被完全侵蚀。[27][27]。

亚利桑那州的一个大型陨石坑,被认为是同类陨石坑中最新鲜的,将会被侵蚀掉。[28][28]。

地球可能已经经历了一次足够大的超级火山喷发,喷发了3200公里(770立方英里)的岩浆,这一事件可与7.5万年前的托巴超级喷发相提并论。[20]。

最高估计时间,直到红色超大恒星参宿四在超新星中爆炸。至少在几个月内,这颗超新星将在白天在地球上可见。研究表明,这颗超新星将在一百万年内发生,甚至可能在接下来的十万年内发生。[29][30][30]。

恒星Gliese 710在离开之前将经过9000个AU(距离太阳0.14光年)。这将对奥尔特云的成员产生引力扰动,奥尔特云是太阳系边缘的一个由冰体组成的光环,此后增加了内太阳系发生彗星撞击的可能性。[32][font=宋体]

从人为造成的海洋酸化中恢复珊瑚礁生态系统的估计时间;在大约6500万年前发生的酸化事件之后恢复海洋生态系统花费了类似的时间。[33][33]。

大峡谷将进一步侵蚀,略有加深,但主要是扩大为科罗拉多河周围的宽阔山谷。[34]。

当前半人马的平均轨道半衰期,由于几个外行星的引力相互作用而不稳定。[35]请参阅对著名半人马的预测。

不断扩大的东非裂谷被红海淹没,导致一个新的洋盆将非洲大陆和非洲板块分割成新形成的努比亚板块和索马里板块。

估计生物多样性在可能的全新世灭绝后完全恢复的时间,如果它与之前五次重大灭绝事件的规模相当的话。[37]即使没有大规模灭绝,到这个时候,大多数现有物种将通过背景灭绝速度消失,许多分支逐渐演变成新的形式。[38][39][39]。

根据克里斯托弗·R·斯科特的说法,圣安德烈亚斯断层的运动将导致加利福尼亚州海湾涌入中央山谷。这将在北美西海岸形成一个新的内陆海。[40]。

根据克里斯托弗·R·斯科特(Christopher R.Scotese)的说法,圣安德烈亚斯断层的移动将导致洛杉矶和旧金山目前的位置合并。[40]加州海岸将开始被潜入阿留申海沟。[42]非洲与欧亚大陆的碰撞关闭了地中海盆地,形成了类似喜马拉雅山脉的山脉。[43]。

阿巴拉契亚山脉的山峰将在很大程度上被侵蚀,风化单位为5.7个布诺夫单位,尽管地势实际上会上升,因为地区山谷加深的速度是这个速度的两倍。[45]

假设60个布诺夫单位,加拿大落基山脉将被侵蚀成平原。[46]美国南部落基山脉的侵蚀速度稍慢。[47]。

大岛将成为目前夏威夷群岛中最后一个沉入海面的岛屿,而一个最近形成的新夏威夷群岛链将取而代之。[49]。

假设这是无法避免的,地球很可能已经被一颗大小与6600万年前引发K-PG灭绝的小行星相提并论。[50][50]。

根据克里斯托弗·R·斯科特(Christopher R.Scotese)创建的泛古比邻模型(Pangaea Proxima Model),大西洋将开放一个新的俯冲区,美洲将开始向非洲汇聚。[40]。

由于地球自转的逐渐减慢,地球上的一天将比今天多一个小时。[53][font=宋体]。

由于李亚普诺夫时间的限制,在比这更长的时间跨度内预测行星的轨道是不可能的。[54][54]。

根据克里斯托弗·R·斯科特的说法,由于北美西海岸的北移,加利福尼亚州海岸将与阿拉斯加相撞。[40]。

地球上的所有大陆都可能融合成一个超级大陆。这一构型的三种可能排列被称为阿玛西亚、新盘古和终极盘古。[40]这可能会导致冰川期,降低海平面,增加氧气水平,进一步降低全球气温。[57][58][58]

快速的生物进化可能是由于超大陆的形成,导致温度较低,氧气水平较高。[58][58]。

估计金星的地幔温度达到最高温度的时间。然后,在大约1亿年的时间里,发生了重大的俯冲,地壳被循环利用。[60][font=宋体]。

根据保罗·F·霍夫曼(Paul F.Hoffman)最先提出的外向模型,太平洋将完全关闭。[61][62][56]。

超级大陆(终极盘古大陆、新大陆或阿马西亚大陆)很可能已经分裂。[56]这可能会导致全球气温升高,类似于白垩纪时期。[58][58]。

据估计,伽马射线爆发(即巨大的高能超新星)发生在距离地球6500光年的范围内;距离地球足够近,其射线足以影响地球的臭氧层,并有可能引发大规模物种灭绝,假设之前的一次此类爆炸引发了奥陶纪-志留纪物种灭绝事件的假设是正确的。然而,超新星必须相对于地球精确定向才能产生任何负面影响。[63][font=宋体]。

潮汐加速使月球距离地球足够远,以至于不再可能发生日全食。[64]。

太阳光度的增加开始扰乱碳酸盐-硅酸盐的循环;更高的光度增加了地表岩石的风化,从而将二氧化碳以碳酸盐的形式困在地下。随着水从地球表面蒸发,岩石变硬,导致板块构造减速,最终在海洋完全蒸发后停止。随着火山作用的减少,将碳循环到地球大气层中的活动减少,二氧化碳水平开始下降。[65]到这个时候,二氧化碳水平将下降到C3光合作用不再可能的地步。所有利用C3光合作用的植物(≈占现在物种的99%)都会死亡。[66][中英文对照]。

大多数植物的死亡将导致大气中氧气的减少,从而允许更多破坏DNA的紫外线辐射到达地表。气温上升将增加大气中的化学反应,进一步降低氧气水平。飞行的动物会过得更好,因为它们有能力长途旅行,寻找更凉爽的温度。[67]许多动物可能被赶到极地或可能被赶到地下。由于强烈的高温和辐射,这些生物在极地夜晚变得活跃,在极地白天冬眠。大部分土地将成为一片贫瘠的沙漠,动植物将主要在海洋中找到。[67][67]

二氧化碳水平下降到C4光合作用不再可能的地步。[66]如果没有植物来循环大气中的氧气,自由氧和臭氧层将从大气中消失,从而使致命的紫外光强度达到地表。在“地球的生与死”一书中,作者彼得·D·沃德和唐纳德·布朗利指出,一些动物可能能够在海洋中生存。然而,最终,所有的多细胞生命都将灭绝。[68]在此之后,地球上仅存的生命将是单细胞有机体。

海洋质量的27%将被俯冲到地幔中。如果这种情况不受干扰地继续下去,它将达到平衡,65%的地表水将留在地表。[69][font=宋体]。

太阳的光度上升了10%,导致地球表面温度平均达到约320摄氏度(47摄氏度;116华氏度)。大气将变成潮湿的温室,导致海洋蒸发失控。[65]这将导致板块构造完全停止,如果在此之前没有停止的话。[71]两极可能仍有零星的水,让人们可以过上简朴的生活。[72][73][73]。

假设即使二氧化碳水平极低,某种形式的光合作用也是可能的,直到所有植物生命灭绝,这都是一个很高的估计。如果这是可能的,从现在开始,气温上升将使复杂的生物圈变得不可持续。[74][75][76]。

太阳亮度的上升导致其星际宜居区向外移动;随着火星大气中二氧化碳的增加,火星表面温度上升到与冰河时期地球相似的水平。[68][77][77]。

高估计,直到地球的海洋蒸发,如果大气压力通过氮循环降低。[78][78]。

如果内核继续以目前每年1毫米(0.039英寸)的速度增长,地球的外核就会冻结。[79]如果没有它的液态外核,地球的磁场就会关闭,太阳发出的带电粒子会逐渐耗尽大气层。[82][82]。

太阳的最高表面温度将达到5820K,从那时起,太阳将逐渐变冷,而光度将继续增加。[70][font=宋体]

地球表面温度达到约420摄氏度(147摄氏度;296华氏度),即使在两极也是如此。在这一点上,所有生命,现在减少到孤立的,分散的微环境,如高海拔湖泊或洞穴中的单细胞群体,都将灭绝。[65][83][83]。

在这一点之前,地球被恒星相遇抛入星际空间的可能性约为1/10万,然后被另一颗恒星捕获的可能性为1/300万。如果发生这种情况,假设生命在星际旅行中幸存下来,那么生命可能会持续更长的时间。[84][中英文对照]。

月球与地球距离的增加减弱了它对地球轴向倾斜的稳定作用的中点。因此,地球真正的极地漂移变得混乱和极端,由于轴向倾斜的变化,导致了地球气候的戏剧性变化。[85][85]。

木星的引力可能会使水星的轨道变得如此偏心,以至于与金星相撞,从而使内太阳系陷入混乱的可能性为1%。可能的情况包括水星与太阳相撞,被太阳系抛出,或与地球相撞。[86][中英文对照]。

目前存在于海洋中的所有水(如果不是更早地流失)都会蒸发。大量富含水的大气层造成的温室效应,再加上太阳的光度比现值高出大约35-40%,将导致地球表面温度上升到1400摄氏度(1,130摄氏度;2,060华氏度)-足以融化一些地表岩石。[71][78][87][88]与今天的金星相比,地球未来的这段时期通常是[量化的],但温度实际上是今天金星温度的两倍左右,在这个温度下,表面将部分熔化,[89]而金星目前的表面可能大部分是固体的。金星在这个时候也可能会急剧升温,很可能比地球热得多(因为它离太阳更近)。

海王星的卫星海王星(Triton)穿过了该行星的罗氏极限,有可能瓦解成一个类似于土星的行星环系。

仙女座星系与银河系相撞的中点,之后银河系将合并形成一个名为“米尔科梅达”的星系。[91]太阳系被抛出的可能性也很小。[92]太阳系的行星几乎肯定不会受到这些事件的干扰。[94][95][96]。

火星到达的太阳流量与45亿年前地球第一次形成时的太阳流量相同,也就是45亿年前的今天。[77][font=宋体]

随着核心的氢气供应耗尽,太阳离开主序,开始演化为红巨星。[97][font=宋体]。

火星今天达到与地球相同的太阳辐射通量,之后它将遭受与地球类似的命运,如上所述。[77][font=宋体]。

地球和月球很可能是在太阳到达其红巨星阶段的尖端和其最大半径256倍于现值之前落入太阳而被摧毁的。[97][注4]在最后一次碰撞之前,月球可能在地球的罗氏极限以下盘旋,形成一个碎片环,其中大部分落在地球表面。[98][font=宋体]。

太阳到达赫茨斯普林格-罗素图的红巨型分支的顶端,达到其最大半径是现在值的256倍。[100]在这个过程中,水星、金星,很可能还有地球都会被摧毁。[97][font=宋体]。

太阳变成了一颗碳氧白矮星,质量约为现在的54.05%。[97]在这一点上,如果地球以某种方式幸存下来,由于白矮星太阳释放的能量比今天少得多,行星表面以及太阳系中其他剩余行星的温度将开始迅速下降,这是因为白矮星太阳释放的能量比今天少得多,所以在这一点上,如果地球以某种方式幸存下来,地球表面的温度以及太阳系中其他剩余行星的温度将开始迅速下降。

大撕裂场景中的宇宙末日,假设暗能量模型为w=−1.5。[104]如果暗能量密度小于-1,那么宇宙的膨胀将继续加速,可观测的宇宙将继续变小。在RIP爆发前大约2亿年,像Local Group或Sculptor Group这样的星系团将被摧毁。在撕裂前6000万年,所有星系都将开始失去边缘的恒星,并将在另一个4000万年后完全解体。在末日前三个月,所有的恒星系统都将在引力作用下脱离束缚,行星将飞向迅速膨胀的宇宙。在末日前30分钟,行星、恒星、小行星,甚至像中子星和黑洞这样的极端物体都将蒸发成原子。在结束前10−19秒,原子会分裂。最终,一旦RIP达到普朗克尺度,宇宙弦将会解体,时空结构也会随之解体。当所有的距离都变得无限大时,宇宙将进入一个撕裂的奇点。而所有物质都是无限集中的,在撕裂奇点中,所有的物质都集中在一个碎裂的奇点上,而在一个撕裂的奇点中,所有的物质都是无限集中的,所有的物质都集中在一个撕裂的奇点中。

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