随着阳光的升亮,宜居区的内缘正在慢慢向外行进。适合居住区的内缘何时穿过地球轨道有点棘手,但估计距离现在还有大约10亿年。
从那时起,地球上不会再有液态水了。不再有液态水意味着不再有生命,至少正如我们所知。用伟大的梅尔·布鲁克斯的话来说:地球来了!
岩石行星轨道的混乱不稳定
行星的轨道是混乱的。从数学意义上讲,这意味着我们无法预测它们在遥远的未来(大约1000万到1亿年后)的确切位置。
在思考未来时,很容易想象最糟糕的情况。当我们的孩子还在爬来爬去时,我们会发现自己想象着可怕的未来,在这些未来中,他们从任何高大的边缘爬下来。幸运的是,从来没有发生过这样的事情。但这个前景会吓到我们。
鉴于岩石行星的轨道是混乱的,我们无法知道它们的未来。我们应该假设他们的轨道将永远保持良好和稳定吗?或者,像一个年轻的父母一样,我们应该假设最糟糕的情况,事情会以某种方式变得非常糟糕吗?
计算机可以帮助我们找到答案,尽管答案是概率的。使用旨在及时跟踪行星轨道的代码,我们可以模拟太阳系的许多可能的未来。每个模拟都从今天行星非常略有不同的位置开始,然后将它们投射到未来。我们非常准确地知道行星的位置,但在毫米到米的水平上存在不确定性,这些不确定性被混乱放大了。
一些模拟发现,水星的轨道将变得非常伸展或偏心。如果水星与木星进入“分子共振”,就可能发生这种情况。这种共振导致两颗行星之间的轨道对齐,其中行星的后置线——连接太阳到最近接近位置的线——开始一起进动,数千年来保持它们的对齐。这起到了以戏剧性的方式逐渐伸展水星轨道的作用:
一旦水星的轨道变得如此伸展,以至于穿过金星的轨道,各种疯狂的事情都可能发生。水星可以离太阳很近,以至于它被吞噬了。另一种可能性是水星与金星相撞。也许迄今为止看到的最戏剧性(和悲剧性)的结果是,水星最终可能会扰乱其他岩石行星的轨道,以至于引发地球和火星之间的碰撞,正如你在这张图片中看到的那样:
发生这种情况的可能性有多大?地球真的会在三十亿年后与火星相撞吗?2009年迄今为止最严格的研究表明,水星在未来50亿年内与木星发生长期共振并造成严重破坏的可能性约为1%。即使水星进入共振,与地球碰撞的可能性很小。水星更有可能只是落入太阳或与金星碰撞。
换句话说,岩石行星的轨道有99%的机会继续像发条一样围绕太阳旋转,至少直到太阳本身开始改变......
太阳将进化成一个红巨星,吞下系内的所有行星,变成一颗白矮星
大约50亿年后,太阳的核心将耗尽氢气,氢气是其聚变反应堆的燃料。太阳将继续将氢气融合到膨胀的外壳中,这将使太阳膨胀成一个红色的巨星。
阳光明媚的生活:红色巨星比太阳般的恒星更凉爽(因此它们会发红),但由于它们非常大的尺寸而非常明亮。
Betelgeuse是猎户座明亮的右肩,是红巨星的最好例子。太阳将在大约50亿年内成为一颗红巨星。它将增加亮度,将宜居带向外移动,以包括木星和土星。在这个阶段,巨行星的大卫星表面可能有液态水的条件。其中许多卫星内部有很多水,包括一些(最著名的是欧罗巴)在冰壳下有液态海洋。太阳系最大的卫星木卫三的质量大约是地球的40倍,但被认为它有大约一半的水!这使得木卫三的水预算远远大于地球,因为我们的星球只有1000个质量中约1个水。木卫三将在大约70亿年后成为海洋月球。
区域转移:顶部:今天太阳周围的宜居区。底部:太阳周围的宜居带,一旦在大约70亿年后成为红巨星。