地球、太陽系、宇宙の将来

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地球、太陽系、宇宙の将来

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/08 14:56 UTC 版)

「11千年紀以降」の記事における「地球、太陽系、宇宙の将来」の解説

「太陽系の形成と進化」も参照 現在からの年数出来事 10,000 南極のウィルクス氷河盆地の氷塊が数百年かけて脱落し、東南極氷床が危険に晒される。この氷塊が完全に溶けるまでは長い時間がかり、これによって海水面が3mから4m上昇する。（その他の原因として地球温暖化による影響が挙げられる。これは西南極氷床による短期的な海水面上昇とは別である） 10,000 赤色超巨星のアンタレスが超新星爆発を起こす。この爆発は日中でも容易に観測できると推測されている。 25,000 近点移動によるミランコビッチ・サイクルのため、火星の北半球で50,000年間の温暖化のピークを迎え、北極の極冠が減退する。 36,000 赤色矮星のロス248が地球から3.024光年まで接近し、太陽から最も近い恒星となる。その後8,000年の間にロス248は離れて、再びケンタウルス座α星が太陽から最も近い恒星となり、その後はグリーゼ445が太陽から最も近い恒星となる。（近い恒星の一覧） 50,000 現在の間氷期が終わり、温暖化にも関わらず地球には氷河期の中の氷期が訪れる。ナイアガラの滝がエリー湖の方に32km侵食されて消失する。 カナダ楯状地の多くの氷河湖は、氷河期の後の海面低下と侵食により消失する。 50,000 潮汐加速により、ユリウス暦の1日が国際単位系での86,401秒になる。この頃に現代の計時システムを用いるには、毎日うるう秒を追加するか、現在の1秒を引き伸ばす必要がある。 100,000 天球上の星の固有運動は銀河系内での星の動きの結果生じるが、この頃には固有運動によって多くの星座が原型を留めなくなる。 100,000 極超巨星のおおいぬ座VY星が極超新星爆発を起こす。 100,000 10万年以内に地球で400 km3ほどのマグマを噴出する大噴火が発生しうる。なおマグマの量の比較として、エリー湖は484 km3である。 100,000 最終氷期に北緯38°までを覆っていたローレンタイド氷床（英語版）が後退したあと、北アメリカ原産のミミズ（たとえばフトミミズ科（英語版）のもの）がアメリカ中西部を通り抜けカナダ＝アメリカ合衆国国境まで自然に生息地を広げるのにかかる時間（移動速度を年間10mと仮定）。（しかし外来種のミミズが既に人の手で広まってしまっており、地域の生態系に影響を及ぼしている） 100,000以上 地球温暖化の影響の一つである二酸化炭素が、安定して大気の10％を占めるようになる。 250,000 ハワイ-天皇海山列のなかで一番新しくできた火山であるロイヒが海面を超えて、新たな火山島が形成される。 300,000までに 次の数十万年のどこかで、ウォルフ・ライエ星であるWR 104が超新星爆発を起こすと予想されている。この超新星爆発はガンマ線バーストを生み出し、この星の極が地球に対して12°以内に傾いているなら、地球の生命に脅威を与える可能性があると示唆されている。この星の自転軸はまだはっきりとわかっていない。 500,000 地球に直径1kmほどの小惑星が衝突する可能性があり、小惑星の軌道を逸らす事は出来ないと推測されている。 500,000 サウスダコタ州のバッドランズ国立公園の険しい地形は完全に侵食されてしまう。 950,000 バリンジャー・クレーターは最も新しいクレーターの一つであるが、このころには侵食されてしまう。 100万 地球は3,200 km3 のマグマを噴出する大噴火を経験すると考えられている。これは75,000年前のトバ事変に匹敵する。 100万 赤色超巨星のベテルギウスは最長でもこの時までに超新星爆発を起こす。この爆発は日中でも容易に観測する事ができる。 100万 天王星の衛星であるデズデモーナとクレシダは衝突すると考えられている。 140万 グリーゼ710が太陽から0.2光年まで接近する。これにより太陽系を球状に取り巻いているオールトの雲が摂動による重力の影響を受け、その後太陽系内で彗星の衝突が増加する可能性がある。 200万 人間の活動による海洋酸性化からサンゴ礁の生態系が回復するためには200万年ほどを要する。 200万以上 グランド・キャニオンがさらに侵食され、深くなるが、コロラド川周辺の谷は更に広くなる。 270万 平均的なケンタウロス族の軌道の半分が外太陽系の重力的な影響により不安定になる。 1000万 大地溝帯が紅海により浸水し、新たな海が生じてアフリカ大陸が分断される。アフリカプレートは分かれてソマリアプレートとヌビアプレートを形成する。 1000万 過去5回のような規模の大量絶滅が起こった場合、その後生物多様性が完全に回復するためには1000万年を要する。もしこのような大量絶滅が無かったとしても通常の絶滅率により現在の大半の種は絶滅し、多くの系統群が新たな種に進化する。 1000万 - 10億 天王星の衛星であるキューピッドとベリンダが衝突すると考えられている。 5000万 フォボスが火星に衝突するまでにかかると推測される時間の上限。 5000万 サンアンドレアス断層が北に動く事でカリフォルニアの海岸がアリューシャン海溝に沈み始める。アフリカ大陸がヨーロッパ大陸に衝突し、地中海盆地がなくなり、ヒマラヤ山脈と同じくらいの山脈が形成される。アパラチア山脈は100万年に5.7mのペースで侵食され、その倍のペースでこの地域に谷が形成される。 5000万 - 6000万 10万年で6mのペースでカナディアン・ロッキーが侵食されて平野になる。アメリカの南ロッキー山脈はこれより遅いペースで侵食される。 5000万 - 4億 地球上の化石燃料が自然によって補充されるのに必要な時間。 8000万 ハワイ島が現在のハワイ諸島の唯一の島になり、現在のハワイ諸島の他の島は水没してしまう。しかしこの場所に新たな島が形成され、新たなハワイ諸島になる。 1億 6600万年前の恐竜絶滅時に飛来した小惑星と同程度の小惑星が地球に衝突すると考えられている。 1億 現在の土星の環の状態を維持できる上限。 1億8000万 徐々に地球の自転が遅くなり、地球の1日が今日よりも1時間遅くなる。 2億3000万 リアプノフ時間の限界により、これ以降の惑星の軌道の予測は不可能になる。 2億4000万 現在から1銀河年経過し、太陽系は現在の位置から天の川銀河を一周する。 2億5000万 地球の全ての大陸が融合して超大陸になる。この大陸の名前は配置によってパンゲア・ウルティマ大陸、アメイジア大陸、ノヴォパンゲア大陸の3つの名称が授けられている。 4億 - 5億 超大陸が分裂し始める。 5億 - 6億 ガンマ線バーストか、極超新星爆発が地球から6500光年以内で起きると予想される。これにより、地球のオゾン層は破壊され、大量絶滅の引き金に成りうると考えられている。なおオルドビス紀末の大量絶滅は超新星爆発によるガンマ線バーストが原因であるという仮説が提唱されている。しかし超新星爆発が地球に悪影響を及ぼすには地球の方角に放出される必要がある。 6億 潮汐加速により月が遠ざかっていき、皆既日食が起きなくなる。 6億 太陽の輝きの増大に伴い、ケイ酸塩が炭化により崩壊する。日照量の増加は岩石の風化を促進させ、岩石は二酸化酸素を吸収し、炭化する。地球の表面から水が蒸発し、岩石が硬化し、プレートテクトニクスの動きが遅くなり、最終的には止まる。火山活動による二酸化炭素の大気への放出がなくなることで、二酸化炭素の濃度は低下する。この時までに二酸化炭素の濃度はC3型光合成が行えなくなるまで低下する。C3型光合成を行っている全ての植物(現代の種の99％)は滅びる。 8億 二酸化炭素濃度の低下に伴いC4型光合成が行えなくなる。大気から酸素とオゾンが消失し、多細胞生物は滅びる。 10億 太陽の輝きが10％増加し、地球表面の平均温度が320 K(47 °C, 116 °F)になる。大気は湿度が高い温室状態になり、海が蒸発する。わずかな水が極地に残り、単純な生物しか生きる事が出来なくなる。 13億 真核生物が二酸化炭素のため絶滅し、原核生物だけが残る。 15億 - 16億 太陽の輝きが増すことで、ハビタブルゾーンが外側に移動する。それに伴い、火星の大気の二酸化炭素が増加することで、表面の温度が地球の氷河期と同水準まで上昇する。 23億 地球の内核が現代のペースと同様に1年に1mmずつ成長すれば、地球の外核が凍りつく。流体の外核が無くなる事で、地磁気は消失し、太陽からの放出物が徐々に大気を減少させていく。 28億 極地でさえ地球の表面の温度が上昇し、地球の表面の平均温度は422 K (149 °C; 300 °F)に達する。この頃まで単細胞生物は標高が高い湖や洞窟など隔離された場所で減少していくが、この時に完全に死に絶える。 30億 地球と月が離れていくなかで、地球の赤道傾斜角を安定させていた効果が減少していく。その結果、地球の極が極端になり、カオスになる。 33億 1%の確率で木星の重力が水星の軌道を狂わせ、水星は火星に衝突する事で太陽系内が混沌とする。他に存在する可能性として水星が太陽にのみこまれるケース、太陽からはじき出されるケース、地球と衝突するケースが挙げられる。 35億 - 45億 大気の下層で水蒸気が40％を占めるようになる。これは太陽の光度が現在よりも約35 - 40％増した結果大気が熱せられることによるものであり、地表の温度は1,600 K (1,330 °C; 2,420 °F)まで上昇し、岩石は融解する。これにより地球は現在の金星のような状態になる。 36億 海王星の衛星トリトンがロッシュ限界まで軌道が下がり、崩壊した後、土星のような環を形成する。 40億 アンドロメダ銀河が銀河系を吸収し、その結果新たにミルコメダ銀河が形成される。太陽系の惑星はこの銀河による衝突の影響は受けないと予想されている。 50億 太陽の中心核の水素が使い果たされ、太陽は主系列星から赤色巨星に変化する。 75億 太陽の膨張に伴い、地球と火星の自転と公転が同期されると考えられる。 75.9億 太陽が赤色巨星になる過程で、半径が現在の太陽の256倍になり、地球と月が太陽に飲み込まれると推測される。最後の衝突の前に、月は地球のロッシュ限界の内側に入って破壊され、破片は大半が地球に落ちるが、一部は環を形成する。 79億 太陽がヘルツシュプルング・ラッセル図の赤色巨星になり、現在の半径の256倍に到達する。この過程で水星と金星が確実に破壊され、地球も破壊される可能性が高い。また火星も破壊される可能性がある。この時土星の衛星であるタイタンが生命を維持出来る温度にまで上昇すると考えられる。 80億 太陽が現在の質量の54.05%の白色矮星になる。この時もし地球が太陽に飲み込まれていなければ、白色矮星になってエネルギーの放出が減少したことによって、他の太陽系の惑星と同様に表面の温度が急速に低下する。 220億 ダークエネルギーがw = −1.5の場合、ビッグリップによる宇宙の終焉を迎える。チャンドラによるX線による銀河団の観測ではwは0.991未満のため、ビッグリップは起きないと推測されている。 500億 もし地球と月が太陽に飲み込まれなかった場合、自転と公転の同期を起こし、常に同じ面を向けて回転する。その後、太陽の干潮により、太陽系から角運動量が引き出され、月の軌道は墜落し、地球の回転は加速する。 1000億 宇宙の膨張により局所銀河群以外の全ての銀河が宇宙の地平線の彼方に消えて、観測できなくなる。 1500億 宇宙マイクロ波背景放射が2.7Kから0.3Kにまで低下し、現代の科学では検出できなくなる。 4500億 局所銀河群の47の銀河が一つの大きな銀河になる。 8000億 赤色矮星が光の放射のピークである青色矮星の段階を経て、ミルコメダ銀河の光が徐々に減少していくと推測される。 1兆 星形成に必要な星間ガスを使い果たし、銀河の星形成が終了する時間の下限。宇宙の膨張はダークエネルギーの比重によって予想されるが、この時には宇宙マイクロ波背景放射は1029倍に まで引き伸ばされ、宇宙の地平線を超えて、ビッグバンの根拠はもはや見つからなくなる。しかし超高速星(英語版)の研究により宇宙の膨張を測定することはできるかもしれない。 4兆 太陽から4.25光年離れた最も近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリが主系列星から白色矮星へと変化する。 12兆 2016年時点で最も小さい恒星（0.075太陽質量）であるVB 10が水素を使い果たし、白色矮星へと変化する。 30兆 星（太陽を含む）が近隣の星系の星への接近を経験するのに必要と推測される時間。2つの星が接近した時、惑星の軌道は乱され、星系から完全にはじき出される可能性がある。平均的には、母星から近い惑星の軌道は母星の重力の影響が強いため、はじき出されるには時間がかかる。 100兆 銀河での星の形成が終わる時間の上限。これは星が輝く時代から縮退の時代に移行することを意味し、新しい星を形成するための水素はなく、残りの星が緩やかに燃料を使い、死んでいく。 110兆 - 120兆 宇宙の全ての星が燃料を使い果たす時間。最も寿命が長い小さな赤色矮星も10兆年から20兆年で寿命を迎える。この時以降、星ほどの質量があるものは、コンパクト星と褐色矮星のみとなる。褐色矮星の衝突によって新たに赤色矮星としては最小の星ができ、銀河系でおおよそ100の星が輝く。またコンパクト星同士の衝突により超新星爆発が生じる。 1015（1000兆） 別の恒星の接近により恒星系から全ての惑星が離れるために必要な時間。この時までに太陽は5Kまで温度が冷え込む。 1019 - 1020 90%から99%の褐色矮星とコンパクト星（太陽も含む）が銀河からはじき出される。2つの天体がお互いに接近した時、互いに軌道のエネルギーを交換し、軽い方の天体はエネルギーを得る。何度も接近を繰り返すことで軽い方の天体は銀河から飛び出す。この過程により最終的に銀河系から大半の褐色矮星とコンパクト星ははじき出される。 1020 太陽が赤色巨星になる間に、地球が飲み込まれる事なく、さらに他の恒星の接近によって地球が太陽系からはじき出されなかった場合に、地球が重力波の影響により黒色矮星となった太陽と衝突するためにかかる時間。 1030 銀河に残り続けた星が銀河の中心の超大質量ブラックホールに取り込まれるために必要な時間。この時までに連星はいずれかの星に落ちていき、惑星も重力放射によって取り込まれる。こうして宇宙には褐色矮星、はじき出された惑星、ブラックホールだけが孤立して残存し続ける。 2×1036 もし陽子の半減期が想定される最小の時間 (8.2×1033 年) だと仮定した場合、この時観測できる宇宙の全ての陽子が崩壊する。 3×1043 もし陽子の半減期が想定される最大の時間 (1041 年) であったと仮定した場合、ビッグバンによるインフレーションと宇宙の初期にバリオンが反バリオンを支配した時と同じ過程で陽子が崩壊する。もしこの時までに陽子が崩壊した場合、宇宙にはブラックホールのみが残り、ブラックホールの時代が訪れる。 1065 もし陽子が崩壊しなかったと仮定した時、宇宙に浮かぶ惑星がトンネル効果により原子と分子に分解される。分離した物体は液体のような動きをして、拡散と重力のために、滑らかな球となる。 5.8×1068 3太陽質量程度の恒星ブラックホールがホーキング放射によって亜原子粒子に崩壊する。 1.342×1099 クエーサーのS5 0014+81は太陽質量の約400億倍ほどの質量があり、現在宇宙で最も重い天体と知られているが、もし角運動量が0だった場合、この時に中心のブラックホールがホーキング放射によって消失する。しかし中心部のブラックホールは現在周辺を吸収しているため、実際に消失するにはもっと時間を要する。 1.7×10106 太陽の20兆倍の質量のブラックホールがホーキング放射によって崩壊する時間。これはブラックホールの時代の終焉を意味する。この時を超えて、もし陽子が崩壊すると宇宙は暗黒の時代を迎え、全ての物理的な物質が原子に崩壊し、最後のエネルギーが徐々に喪失し宇宙の熱的死を迎える。 10200 1046 年から 10200 年の間に現代の素粒子学で考えられる現象（高位のバビロン保存数の破れ、ヴァーチャル・ブラックホール、スファレロン）によって、観測できる宇宙の全ての核子が崩壊する。 101500 陽子が崩壊しなかった時、全てのバリオンが融合し、鉄56になるか、より大きな元素が崩壊して鉄56になる。（鉄の星を参照） 10 10 26 陽子の崩壊とヴァーチャル・ブラックホールが存在しなかったと仮定した時、プランク質量以上の全ての物質が、量子トンネル効果によりブラックホールに変換されるまで必要と推測される時間の下限。長大な時間の中で、最も安定した鉄の星ですらトンネル効果によって破壊される。十分な質量を持った最初の鉄の星は中性子星に変換される仮定で崩壊する。その後中性子星と他の全ての鉄の星はブラックホールに変換される仮定で崩壊する。生じたブラックホールは 10100年で蒸発して、亜原子粒子になる。 10 10 50 自然なエントロピーの減少により、ボルツマン脳が真空に現れると推測される。 10 10 76 陽子が崩壊しないか、ヴァーチャル・ブラックホールが生じなかった場合、全ての物質が中性子星かブラックホールになるまでに必要と推測される最大の時間。ヴァーチャル・ブラックホールは即座に原子レベルにまで蒸発してしまうブラックホールである。 10 10 120 現在の状態が偽の真空状態であった時の、宇宙が熱的死を迎える時間の上限。 10 10 10 56 長大な時間の中で新たなビッグバンが新たな宇宙を誕生させ、孤立した真空で量子トンネル効果が生じる。全ての新しい宇宙は少なくとも同じ数の亜原子粒子を有して、弦理論による物理法則に従うと仮定する。この時観測できる宇宙の全ての亜原子粒子の数は 10 10 115 ほどで、亜原子粒子が消滅し、量子トンネル効果と量子ゆらぎによってビッグバンを生み出し新たな宇宙が作られるための時間は 10 10 10 56 ほどである。