当仙女座星系和银河系碰撞时，地球上的生命将会发生什么？

据说仙女座星系和银河系以每小时约40万公里的速度彼此靠近。他们将在未来40亿年内在一起。

1. 地球上的生命或地球上的人类将会发生什么？
2. 如果我们将在未来40亿年内发生碰撞，那么我们应该采取多长时间采取行动进行星际航行？
3. 科学家们是否正在为这样的项目进行星际航行？
4. 我们是否能够使类似地球的东西远离这个星系/地球/太阳系，并且考虑到人类仪器/宇宙飞船的速度，到安全的地方需要多长时间？

地球上的生命或地球上的人类会发生什么？

假设当时人类或生命仍然存在于地球上，那么由于太阳的不断死亡，他们将生存如此之多，以至于银河系碰撞产生的引力流将一无是处。

请记住，在大约1-2亿年中，太阳会如此炽热又大，以至于所有的水都会从地球沸腾到太空中。从现在起大约30亿年，地球表面将变得如此炎热，以至于金属将融化。

在这些事件中幸存下来并仍然生活在地球上的任何生命必将大步向前冲撞。

我想，尽管如此，大多数人类将逃离地球-如果不是为了遥远的恒星系统，那么至少是为了我们自己系统中的行星，这些行星将为人类的生存提供足够的热量。

如果我们将在未来40亿年内发生碰撞，那么我们应该采取多长时间采取行动进行星际航行？

尽快地。当星际航行成为可能时，我们应该开始派出船只殖民其他行星和恒星系统。这可能会花费很长时间，但是如果我们要生存超过十亿年，这是必要的。请记住，太阳和仙女座是我们可以预测的事件。我们不知道，也无法预测下一次灾难性小行星撞击，这很可能会在短于十亿年的时间内发生。离开地球有很多原因，我们应该担心我们无法预测或看到的原因，而不是我们可以预测的原因。

科学家们正在从事此类项目以进行星际航行吗？

是的，但步调很小。载人航天，太空，月球和国际空间站上的生活已经提供了非常有价值的信息，这些信息将用于此类星际任务。随着我们继续突破太空生存能力的界限，我们最终将能够生活在太空中，也许一生都将在太空中度过。随着引擎技术的发展，不仅仅是将人们带离地球的重力井，我们最终将把人们送往太阳系之外的长途航行。

这是一个非常非常长的路要走，但是每一次进步都使我们更接近最终目标。

40亿年与我们的太阳剩下的寿命相同。

因此，如果我们还没有发明星际航行，那么不管有没有仙女座，我们都会被搞砸了。

此外，恒星在银河系碰撞中不会彼此直接相互作用。从我们所处的几颗恒星中我们会注意到，银河系中心周围的恒星轨道将被另一个星系产生的巨大引力扰动所改变。几乎所有恒星都将从绕银河系中心的轨道改变为绕两个星系质心的轨道。一些恒星将从新的更大星系中弹出。可以肯定地说，行星将继续绕其恒星运行，但认为它们的轨道不会发生任何变化。

另一方面，从气体到气体的相互作用，星际介质中将出现许多新的压力波，这将解释新星云中数十亿颗新恒星的形成。

首先，请注意，到仙女座星系足够近以至于与流星碰撞时，地球的平均温度将发生显着变化，并且行星将无法识别。

当Sol处于85亿年的历史时，它仍然会有可用于聚变的氢，但是当它融合时，它会收缩并有差异地膨胀。收缩使氢融合变得更加有利，因此Sol的功率输出将增加50％（）和3％的有效温度（）。聚变还导致Sol以惊人的速度失去质量（目前为）；它将从融合中释放，对应于。那是地球上约一百个太阳光的质量，但只有$6 \times {10}^{26}\ \mathrm{W}$$6000\ \mathrm{K}$$4 \times {10}^9 \mathrm{kg/s}$$6 \times {10}^{43} \mathrm{J}$$7 \times {10}^{26}\ \mathrm{kg}$$1 \over 3000$溶胶的质量。地球的引力成比例地减少，因此地球的轨道平均每十亿年可扩展。其他引力效应可能使地球的平均距离变化多达，相当于天文单位的4‰。由于重力降低，Sol外层的膨胀将使其半径增加20％，即。因此，地球也将获得近50％的电力。$3000\ \mathrm{km}$$6 \times {10}^5\ \mathrm{km}$$3 \times {10}^5\ \mathrm{km}$

溶胶中的地球能量平衡给出了预期的表面温度：

$$\begin{align} \bar{a} = & 0.7 & \small\text{(Average absorption)} \\ P_p = & 1366\ \mathrm{W/m^2} & \small\text{(Average solar flux incident on Earth at present)} \\ P_f = & P_p \cdot 1.5 \approx 2000\ \mathrm{W/m^2} & \small\text{(In future)} \\ \sigma = & 5.670373 \times {10}^{-8}\ \mathrm{W/m^2/K^4} & \small\text{(Stefan-Boltzmann constant)} \\ \\ T_p^4 = & \frac{\bar{a} P_p}{4 \sigma} \\ \approx & \frac{0.7 \cdot 1366\ \mathrm{W/m^2}}{2.268149 \times {10}^{-7}\ \mathrm{W/m^2/K^4}} \\ \approx & 4.2 \times {10}^9\ \mathrm{K^4} \\ T_p \approx & 250\ \mathrm{K} \\ \\ T_f \approx & T_p \cdot {1.5}^{1/4} \approx T_p \cdot 1.11 \\ \approx & 280\ \mathrm{K} \end{align}$$

由于地球上的平均表面温度不是 -并且比无空气的未来还要高 -我们可以看到大气在保持热量方面起着重要作用。假设增加的冷却需求不会导致大气保留更多的热量，则平均表面温度可望上升至。$-20\ \mathrm{°C}$$+15\ \mathrm{°C}$$8\ \mathrm{K}$$+50\ \mathrm{°C}$

现在，南极洲的冬季平均温度为，夏季为。可以预期它们分别上升到（仅低于冻结）和（远高于冻结），这是最佳情况。南极洲将融化。这将导致海平面上升的最大部分（60％），总共大约。$240\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$270\ \mathrm{K}$$300\ \mathrm{K}$$100\ \mathrm{m}$

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如果地球从现在起仍然有人居住40亿年，地球极不可能从仙女座星系坠入恒星。

空间很大。真的很大 您只是不相信它有多么庞大，庞大，令人难以置信。

—道格拉斯·亚当斯（Douglas Adams），《银河系漫游指南》

银河系的直径约为100,000光年，包含约4000亿颗恒星。仙女座更大更密；它可能有1万亿颗恒星，直径14万光年。它距离我们有250万光年，但看上去比Sol大6倍。

$$\begin{align} d_M \approx & \frac{4 \times {10}^{11}\ \mathrm{stars}}{{10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2}} \\ \approx & 50\ \mathrm{stars/{ly}^2} \\ \\ d_A \approx & \frac{{10}^{12}\ \mathrm{stars}}{2 \times {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2}} \\ \approx & 60\ \mathrm{stars/{ly}^2} \\ \end{align}$$

如果两个星系简单地叠加，从无限远沿旋转轴的方向看，每平方光年将有大约一百颗恒星。但是，从仙女座看来，银河系是2：1的椭圆形，而我们认为仙女座是3：1的椭圆形。将两者投影到垂直于其中心黑洞之间的直线的平面上，将给出一个重叠区域，其尺寸介于至，其中最多只有银河系的一半。由于距银河系中心约27,200光年，Sol可能参与了碰撞。$50 \times 50\ \mathrm{{kly}^2}$$50 \times 100\ \mathrm{{kly}^2}$

但是，这并不意味着地球将接近另一颗恒星，或者说Sol可能会碰撞，或者太阳系将会被破坏。

考虑到概率最坏的情况（整个银河系在它们的第一次通过时落入仙女座），恒星有一条平均的自由路径。碰撞星系的实际恒星密度为：

$$\rho \approx 1.4 \times {10}^{12}\ \mathrm{stars}\ /\ V_{A \cup M}$$

两个星系体积的并集将是一个非常复杂的表达。 非常粗略地讲，它们的体积可以描述为连接的圆锥体，而忽略了它们的球状暗物质光晕（大多数无害）。

$$\begin{align} \rho \approx & \frac{1.4 \times {10}^{12}\ \mathrm{stars}} {\left( \frac{1}{2} \cdot \left( {10}^3\ \mathrm{ly} \cdot {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2} + 1.4 \times {10}^3\ \mathrm{ly} \cdot 2 \times {10}^{10} \pi/4\ \mathrm{{ly}^2} \right) \cdot \frac{1}{3} \right)} \\ \approx & 0.28\ \mathrm{stars/{ly}^3} \\ \\ V_\star \approx & 3.6\ \mathrm{{ly}^3} \\ \\ r_\star \approx & {\left( V_\star \cdot \frac{3}{4 \pi} \right)}^{1/3} \\ \approx & 0.95\ \mathrm{ly} \end{align}$$

在1.9光年的距离里，贝特尔海兹看起来很像火星。如果我们假设灾难是由比日圆直径（约200 AU）更近的恒星造成的，则：

$$\begin{align} m = & \frac{1\ \mathrm{star}}{\rho \cdot \pi \cdot 4 \times {10}^4\ \mathrm{{AU}^2}} \\ \approx & 1.1 \times {10}^{21}\ \mathrm{m} \\ \approx & 7.2 \times {10}^9\ \mathrm{AU} \\ \approx & 1.1 \times {10}^5\ \mathrm{ly} \end{align}$$

平均而言，一颗恒星在掠过另一颗恒星之前可以走11万光年，比仙女座的直径略小。在仙女座星系中，不接近200 AU星系的银河系恒星比例至少为。为了使地球接近另一颗恒星（一个Betelgeuse半径）的4 AU之内，可以预期至少传播2500倍，这在300 km / s的相对速度下将花费。$1/e^{1.4 / 1.1} \approx 100/400\ \mathrm{billion\ stars}$$9 \times {10}^{18}\ \mathrm{s} \approx 300\ \mathrm{billion\ years}$

由于银河系和仙女座中物体的密度相对较低，恒星与行星之间发生直接碰撞的可能性极小。例如，太阳附近的恒星密度仅为每立方光年0.004颗恒星。

问题在于物体之间的引力相互作用不低。最终通过太接近其他系统的恒星可能会扰乱行星，小行星和彗星的轨道，如果我们仍在周围，这可能会有问题。我推测行星和其他物体会随处扔掉，并且该系统可能会变成一个射击场。

通常，当两个星系相撞时，气体彼此相互作用。由于恒星之间的距离很大，恒星相互撞击的几率几乎为零。互相撞击的行星也是如此。

发生的时间尺度如此之大，以至于我们的头脑很难理解这些距离（以及这些过程发生的时间尺度），而到那时，可能发生了许多其他事情，从而改变了我们太阳系的状况。很难预测人类将会发生什么。例如，像陨石那样的杀死恐龙的撞击可能会从现在开始杀死十亿年的地球上所有生命，因此，当仙女座与银河系相互作用时，我们甚至都不在那里看到人类生活发生了什么。

如果太阳的宽度为10厘米，那么半人马座Alpha将在3200公里之外。1个

如果太阳是橙色，终止冲击是太阳系的极端边界，在该边界处，星际风比太阳风要大，直径约为1公里。不同的恒星不会倾向于互相干扰对方的终止冲击边界。您甚至看不到另一颗靠近太阳系的恒星的地球温度变化程度。

如果我们银河系中最密集的部分的恒星密度是我们附近地区的3000倍，那么我们所说的是在最密集的情况下一团橙子，每个橘子之间相距一公里。

最有可能的是橘子云的剧烈碰撞，每个橘子云相隔3000公里，如果太阳是橘子，银河系的总长将达到1000万公里。

维基说，即使是两颗星碰撞的可能性也可以忽略不计。

与已经存在的星系相比，星系的碰撞并没有改变将生命带离地球的挑战。如果我们人类测得的身高为1.4埃，我们已经必须穿越32000公里到达附近的十二个恒星...阿尔法半人马座将相距3200公里。

https://zh.wikipedia.org/wiki/仙女座％E2％80％93Milky_Way_collision＃Stellar_collisions

1- http://www.wolframalpha.com/input/i=%281mm%2Fearth+diameter+%29+*alpha+centauri+distance