人类注定无法离开本超星系团吗?
的有关信息介绍如下:
有些答案提到了宇宙超光速膨胀的因素,但是却没有提加速膨胀。然鹅加速膨胀才是你能否出去的关键因素。
如果对加速膨胀没有概念,可以先看看这个:
加速膨胀导致的结果就是传说中的“大撕裂”,发生大撕裂的时间尺度并不遥远——距离现在只有大几百亿年;而如果是问加速膨胀什么时候能影响到超星系团尺度的话,那这个时间还会更短。
大撕裂理论依赖的公式:
其中关键参数在ω,它是暗能量压强和暗能量密度的比值,好比一个体积已知的盒子内充满温度未知的空气,如果能测出气体压强和气体密度的比值,就可以算出温度。现在我们知道了ω,就可以算出大撕裂距离我们还有多远。
而从多个研究获得的数据看,大撕裂前几秒,原子、亚原子粒子就会被撕裂;大撕裂前几个月,内太阳系就会分崩离析,地球会摆脱太阳引力;大撕裂前几千万年,银河系的引力已经无法约束系内恒星。
而本超星系团(LSC)的直径大约是3000万秒差距≈1亿光年,假定人类过了1万年后可以实现亚光速航行,但1万年相对1亿年可以忽略不计。所以题主的问题就变成了:大撕裂之前0.5亿年时,本超星系团是否会开始瓦解。
然后我去查百度百科,里面提到了中国研究员的一篇论文:
里边给出了一个最佳拟合的情况下各级天体被撕裂的大致时间曲线:
拟合此图的公式是:
其中:
是天体撕裂距离宇宙最终撕裂的时间;
P是距离天体中心R处的公转周期;
≈ ;
≈ 。
其中P需要用到本超星系团的总质量,这个质量应当是包含了暗物质的。
由于、具有很大的浮动范围,并且不知道图中作者使用的值是多少,但由于 在此式中可以视作常数,所以,可以先拟合一下,获取作者使用的值,然后再用该值去反算LSC的数据。
首先写好函数,然后只需要调整omega,使最后算出的秒数能够和图中的点拟合上就可以了。
经过不断调整,拟合到的omega值为 -1.09576723。
分别和图中给出的100分钟、3小时吻合得很好!
然后再用这个值试一下拟合银河系,取银河系质量为1.5万亿倍太阳,半径7.5万光年:
和图中给出的2.1亿年有些差距,看来作者取的银河系质量会偏大,或者半径偏小。鉴于目前观测到的银河系质量上限也就是1.5万亿倍太阳,所以可能是我的半径偏大了。经多次尝试,得到:
2.094亿年,吻合图中的2.1亿年,OK!用到的银河系数据还是在现有数据范围内的,虽然密度显得有点大了。现在可以用omega = -1.09576723来反算本超星系团了。
超星系团的质量一般在10^15到10^17倍太阳质量之间,维基百科给出的LSC的值是10^15。
取本超星系团半径R=0.5e8 lr,得到:
也就是说大撕裂之前2107亿年LSC开始解体。
看到这个数字时我是诧异的,怎么会这么久呢?因为在这篇论文中,给出的最乐观估计的大撕裂时间,距今也只有1039亿年。而在那之前的2107亿年,宇宙都还没诞生呢。
所以我有理由怀疑两点:
如果是第一点,那么LSC的质量要翻多倍。如果是第二点,那么有一些确定距离在0.5亿光年外的星系团就要被排除在LSC之外了(例如室女座星系团)。星际间暗物质的比例我没有查到,但是
银河系如此,推想其它星系质量大约也是如此。所以让质量直接翻10倍:
666.6亿年!md真是6啊!鸽子为什么这么大!好吧,那么我们就直接考虑对人类最有利的情况,也就是说从现在到大撕裂,所需的时间是最长的1035亿年!
也就是说,在最好的情况下,距今1035 - 666 = 369亿年后,大撕裂才会影响到本超星系团!
有点不服。于是回去翻论文,找到了最坏的情况:
然后根据这个表格来重新拟合omega!
得到:
基本符合表格数据!ok!重新来算一下LSC!
也就是说,在最糟糕的情况下,距今167 - 106 = 61亿年后,大撕裂会开始影响LSC。
彻底软了。
好吧,认数据,总结一下,那就是:



