“去珍愛一切的方式，是意識到你可能會失去他們?！? G. K. Chesterton
一旦太陽死亡后，地球將冷凍下來，但那只是開始
除了氣候變化， 冰河時代，以至太陽的死亡，宇宙的演化之舞還要持續(xù)很久。
下面告訴你這一切將如何真正的終結。
138億年的宇宙演化把我們人類帶到了這里：一代又一代的恒星需要誕生、死亡去合成重型元素；小型的原初星系需要聚集然后融合形成今天的銀河系；星際氣體云需要瓦解崩塌形成新的有巖石行星環(huán)繞的恒星；無數(shù)復雜的無機和有機化學反應需要抓住這其中一個新產(chǎn)生的世界，伴隨著生物進化和自然災害，歷經(jīng)一個非常特定的路徑，最后，人類這個物種才終于得以在幾十萬年前出現(xiàn)。在過去的12000年里，我們建立了農(nóng)業(yè)、科學、國家，和我們所認識的現(xiàn)代文明。這是一段改變了我們的世界、多虧人類太空計劃同時也改變了我們太陽系的非凡旅程！
50年前人類就已經(jīng)發(fā)送機器人和無人探測器到別的星體上。太陽系從來都不是一成不變的
但我們今天所享有的世界，無論我們采取什么辦法，都不會這樣永遠持續(xù)下去。一系列地勢運動會陸續(xù)發(fā)生，將未來的地球變成當今活著的人難以認出的一個世界。約60000年后，太陽和很多恒星的運動將足以擾亂當前觀測到的多個星座， 變?yōu)橥耆煌诮裉煳覀兛吹降臉幼?。之后再過100000年，下一個冰河時代可能來臨。而且這和人類的活動影響并無關系。在未來數(shù)百萬年之內，黃石超級火山將可能爆發(fā)，永遠地改變地球的景觀。
銀河系和仙女座星系未來合并的模擬照片。圖片來源：NASA，ESA
不到四十億年后，仙女座星系(很可能捎帶上其附近較小的三角座星系)將與我們的銀河系相撞合并，這會給我們的星系結構和習以為常的夜空帶來非常壯觀的變化。目前，仙女座星系距離我們250萬光年，但正以43公里每秒的速度向銀河系逼近。最準確的模擬表明，第一次碰撞和第一次形成新恒星的聚變噴發(fā)(第4張圖片)將在38億年內發(fā)生，之后完全的融合將在55億年內完成(第8張圖片)。引力將促使兩個星系最終合并，形成一個巨大的橢圓星系： Milkdromeda（銀河-仙女星系），我們的太陽系仍是其一部分。但在更大的宇宙尺度上，宇宙其他所有的星系都將繼續(xù)加速遠離我們，最終，在大約1000億年之后，徹底從我們的視界消失。
盡管如此，我們的太陽系仍將保持完整，即使看起來樣子將會和今天大有不同。隨著年齡的增長，太陽將持續(xù)變得越來越熱，大約10到20億年內，會蒸發(fā)掉我們的海洋，終結地球上的所有生命。最終，大約50到70億年，太陽的核心燃料燃燒殆盡，這將致使我們賴以生存的恒星逐漸膨脹為一顆紅巨星，而水星和金星這個過程中會被太陽吞沒掉。由于恒星演化的特別細節(jié)，地球和月球有可能會被推向外圍軌道，從而不用承受這兩個鄰居被炙烤的命運。
如果計算正確，當太陽膨脹成一顆紅巨星后地球不會被吞沒。然而，地球會變得非常非常熾熱
在耗盡剩余的核燃料后——主要是其核心的氦元素——太陽的外層物質會剝離形成行星狀星云，而太陽的核心將轉變?yōu)橐活w白矮星。這是我們的宇宙中幾乎所有恒星的最終命運。但是太陽系的行星仍然會待在軌道上，繞著我們冷卻的，暗淡的太陽殘骸運行。這一過程，從現(xiàn)在算起，大約在95億年內完成。
當太陽完全耗盡其核燃料，會吹散其外層形成一片行星狀星云，而其核心則變成一個熱而致密的白矮星
在這期間，地球仍繼續(xù)繞著太陽運轉，月球持續(xù)對地球施加著引力，而這形成了一個扭力，就像你給一個旋轉的物體施加了外力。這使得月球漸漸遠離地球，同時導致地球自轉減慢(會延長晝夜一天的長度) ！這種減慢非常微弱，地球每一個世紀的自轉僅減慢1.4毫秒。但宇宙有的是時間。大約500億年之后，月球的軌道周期將變?yōu)榇蠹s47天(和目前的27.3天相比)，我們現(xiàn)在24小時的晝夜一天那時將變?yōu)椋?47天（以現(xiàn)在的天為單位）。此時，月球和地球將互相潮汐鎖定，以至于地球和月球互相看著都靜止不動。
月亮僅被地球潮汐鎖定，地球仍將自轉。月球減緩地球自轉鎖定地球，月球被推遠，地球才會被真正鎖定
然而恒星的形成仍將繼續(xù)，垂死的恒星會釋放其燃料于星際空間，然后質量不夠大未能形成恒星的星體會螺旋吸收并融合這些物質，而形成一顆恒星只需要特定量的物質。壽命最長的恒星能持續(xù)燃燒大約100萬億年(101?年)，之后約1000萬億(101?)年，恒星的形成將完全停止。當最后的恒星殘骸冷卻黯淡為一片黑暗后，只有那些未能形成恒星的星體，或星際中的恒星殘骸之間偶爾的碰撞或合并才能為我們的星系產(chǎn)生些光亮。最終，當白矮星冷卻和輻射掉能量后，便徹底變?yōu)楹诎?。這會花費相當長的時間： 基于我的估算是1萬萬億年，或一百萬倍于目前宇宙的年齡。原子依然存在，但他們也只會在絕對零度以上幾度。這個時候，整個夜空將是真正的一片黑暗和漆黑，完全沒有可見光，因為我們星系所有的恒星都已燃燒殆盡了。
盤旋吸收、合并或碰撞另一個燃料燒盡的恒星，可能是太陽發(fā)出最后光亮的機會
也許你想知道要花費多長時間我們已變成黑矮星的太陽會不期而遇到另一個黑矮星，存在潛在的可能合并它然后重新點燃它。在仙女座星系和我們銀河系剩余的部分里，將大約有一萬億顆恒星和恒星殘骸繼續(xù)在星系里繞轉著。在這個混亂的系統(tǒng)內，一個標準的的恒星系統(tǒng)可能會很長很長時間都不會與別的恒星相撞。但宇宙的確有的是時間。大約1021年后，我們太陽系中心的黑矮星將隨機地與另一個黑矮星碰撞，產(chǎn)生一次Ia型超新星爆炸（宇宙中最猛烈的爆炸），這足夠摧毀太陽系的一切。
太陽不會以超新星爆發(fā)方式終結，若未來恰好與另一個黑矮星碰撞合并，Ia型超新星爆發(fā)將是太陽系最終命運
這會是我們星系里很多恒星的最終命運，但并不是所有的，可能也不是我們太陽系的最終命運！有另一個競相發(fā)展的進程會更有效率，因此更有可能發(fā)生在我們身上：星系區(qū)域內的引力彈射-----因為一種叫做暴力松弛（violent relaxation）的天體運動過程！當有多個星體處在一個混亂的引力軌道時，有時候某個星體會被彈射出去，同時導致留下的其他星體更加緊密地簇擁在一起。而這正是發(fā)生在球狀星團（通常由數(shù)十萬顆低金屬含量的老年恒星組成）里的事，這也解釋了在這些遠古的星系群核心地帶為什么這些恒星是如此緊湊，又為什么有那么多藍離散星（合并在一起的年老恒星）！
球狀星團中恒星會緊密簇擁在中心地帶，且會頻繁合并，但在外圍，更常見的是因為暴力松弛彈射出來的恒星
引力彈射的可能性要約100倍于恒星的隨機合并，這意味著大約101?年后我們的太陽和剩下的行星可能會被彈射到現(xiàn)在的深空地帶。但即使被彈射出去，周圍空曠一片的地球繞行著太陽死亡后的殘骸，這樣的情景也不會永遠持續(xù)下去。每一個星體運行軌道——甚至是廣義相對論意義上的引力軌道——都將非常、非常緩慢地衰減。可能需要的時間特別長，大約101??年（極其天文的一個數(shù)字…），最終，地球 ( 以及其他所有的行星，在足夠長的時間后) 將會完成軌道衰減，被螺旋吸入太陽系的中心物質中。如果被引力彈射的話，這就是我們的命運！
時空彎曲的影響最終將導致地球軌道衰減，被螺旋吸入太陽。圖片來源：美國物理學會
但倘若我們還待在銀河系和仙女座融合演變成的巨型星系內，被吸入這星系中央的黑洞并不會是我們的結局。因為這需要102??年才能發(fā)生，可黑洞無法存活那么久！由于廣義相對論和量子力學結合后的特性，隨著時間的推移，黑洞會因為霍金輻射（以其發(fā)現(xiàn)者：斯蒂芬·霍金命名）這樣一個過程失去物質而最終蒸發(fā)掉。即使宇宙中最超大質量的黑洞，大約101??年內就會霍金輻射完，而一個太陽質量那么大的黑洞更是只需要10??年輻射完。
大約101??年，即使宇宙最大的超大質量黑洞由于霍金輻射也會徹底蒸發(fā)掉。圖片來源：NASA
黑洞輻射衰變消失后，宇宙只會留下暗物質，這意味著地球將被螺旋吸收進那顆黑矮星，這黑矮星就是曾經(jīng)溫暖和給養(yǎng)過我們一代又一代人類的太陽。唯一能避免這種情況的可能性是，能發(fā)生那么一次碰撞或一次近距作用于地球的引力，把地球彈離出太陽的軌道釋放在宇宙的深空區(qū)域從而將我們解救。
然而，不管我們的世界在烈火中毀滅多少次，我們的終極命運都將是凍結在一個無比寂冷、無比空曠的宇宙！
一切都會過去的。
原文選自：Ethan Siegel的書 Beyond The Galaxy!
譯者: RainMan（宇宙的秘密）
便于理解，譯者注：
恒星都是氣態(tài)星球。是這個宇宙的元素加工廠（黃金是宇宙硬通貨也跟這個有關...）
終生主要在平衡由外向內的引力和中心核聚變氫元素產(chǎn)生的由內向外的核能斥力這兩種作用力，因質量大小不同，一旦這兩種力失衡后，紅巨星、白矮星、黑矮星、中子星、超新星爆發(fā)、黑洞都是其可能的演變命運。
譯文轉載請備注譯者信息。
