Hypothetisch, wenn die Sonne für immer dieselbe Größe behält, wann wird die Erde hineinfallen?

Wie bereits gesagt wurde, sind die Hauptursachen für Veränderungen der Erdumlaufbahn Wechselwirkungen mit anderen Planeten und vorbeiziehenden Sternen.

Wir schließen einen Massenverlust der Sonne aus, also sind die nächsten Überlegungen wahrscheinlich Gezeitenwechselwirkungen zwischen Erde und Sonne. Dieses Papier legt nahe, dass sich die Erde aus diesem Grund um etwa 15 cm/Jahr von der Sonne entfernt. Das sind 150 km pro Million Jahre, also würde sich die Erde über etwa eine Billion Jahre ein ganzes Stück weiter von der Sonne entfernen. Der Effekt würde sich verringern, wenn sich die Erde weiter von der Sonne entfernt, aber ich denke, er würde sich immer langsam zurückziehen. Ich habe die Berechnung nicht durchgeführt, aber ich bin mir nicht sicher, ob sie jemals die Gezeitensperre erreichen würde – der Drehimpuls der Sonne ist zu hoch.

Unabhängig davon würden Bahnenergie und Drehimpuls jedoch langsam durch Gravitationsstrahlung verloren gehen. Diese Wikipedia-Seite gibt eine Formel

für die Zeit bis zur Kollision unter Vernachlässigung von Gezeiteneffekten.

Wir können bekannte Werte für die Parameter einfügen$r = 1.5 \times 10^{11} m$,$c = 3\times 10^8 m/s$,$G = 6.7 \times 10^{-11} m^3 kg^{-1} s^{-2}$,$m_1 = 6\times 10^{24} kg$,$m_2 = 2 \times 10^{30} kg$und herumkommen$3.3\times 10^{30} s$als die Zeit bis zur Kollision. Ich vermute, dass dies die Zeit ist, bis die Mittelpunkte von Erde und Sonne zusammenfallen, also wäre die tatsächliche Kollision etwas früher, aber wahrscheinlich nicht genug, um sie mit dieser Genauigkeit zu bemerken. Das ist also etwa das 10-Millionen-fache der bisherigen Lebensdauer des Universums.

Ich kann nicht genug Informationen finden, um herauszufinden, wie diese beiden Effekte interagieren würden. Ganz klar im ersten$10^{12}$Jahre Gezeitenentwicklung wäre wichtiger, aber das bewahrt den Drehimpuls und verlangsamt sich, wenn sich die Rotation der Sonne verlangsamt, während die Gravitationsstrahlung tatsächlich den Drehimpuls wegträgt, also langfristig dominieren könnte. Andererseits sinkt die Strahlung als hohe Kraft der Trennung, so dass sich die Erde möglicherweise immer langsamer von der Sonne wegbewegt, während sie Gravitationswellen von immer schwächerer Stärke ausstrahlt und niemals die Gezeitensperre erreicht oder beginnt, sich wieder hineinzubewegen .

Das ist nicht vorhersehbar. Das Sonnensystem ist ein chaotisches System und sein langfristiges Verhalten kann nicht vorhergesagt werden. Aber es ist auch ein sehr stabiles chaotisches System und die Umlaufbahnen der Planeten sind seit 4 Milliarden Jahren stabil und werden es noch einige Millionen Jahre in der Zukunft bleiben. Eine Übersicht finden Sie im Wikipedia-Artikel.

Wenn wir die Umlaufbahnen der Planeten in einem Ensemble numerisch in die Zukunft integrieren (durch viele Integrationen, jede mit kleinen Unterschieden in den Startwerten, die noch innerhalb des experimentellen Fehlers liegen), divergiert ein kleiner Bruchteil der Ensemblemitglieder chaotisch. (Zum Beispiel wird Merkur schließlich in eine wilde Umlaufbahn geschleudert, die die Venus treffen kann.)

Der entscheidende Punkt hier ist, dass es mehr als einige Millionen Jahre in die Zukunft an sich unvorhersehbar ist – wir sind definitiv für viel mehr als tausend Menschenleben sicher – außer statistisch. Aber basierend auf diesen Statistiken scheint es wahrscheinlich, dass das Sonnensystem aufgrund chaotischer Dynamik gestört wird, bevor die Erdumlaufbahn aufgrund von Gezeitenkräften oder ähnlichem abfällt.

(Eine andere derzeit unvorhersehbare Zukunft ist ein eingreifender Stern, der nahe genug kommt, um Planetenumlaufbahnen zu stören. Sterne passieren regelmäßig die Oortsche Wolke – etwa alle eine Million Jahre –, aber es ist viel unwahrscheinlicher und gefährlicher, in die Umlaufbahn von Pluto zu gelangen Soweit wir das beurteilen können, ist dies noch nicht geschehen. Dies kann jedoch jederzeit geschehen.)