Какова вероятность того, что Солнце столкнется с другой звездой?

TL;DR: практически ноль.

Расстояния между звездами ОГРОМНЫ , а звезды крошечны по сравнению с астрономическими масштабами расстояний между соседними звездами. Солнце составляет около 0,0000001 или одну десятимиллионную часть светового года. Вероятность звезды (если быть великодушным, скажем,$10 R_\odot$звезда), сталкивающаяся с Солнцем, крошечная.

У каждой звезды свой вектор скорости и разное положение в пространстве-времени. Вероятность того, что их позиции пересекутся в относительно короткий промежуток времени, практически равна нулю. Представьте, что вы бросаете крошечный дротик и попадаете в яблочко размером с атом с расстояния в несколько миль. Это все же больше, чем вероятность столкновения Солнца и какой-либо другой звезды в ближайшем будущем (5 миллиардов лет — крошечный момент времени, когда речь идет о таких событиях).

Согласно Википедии , звезде требуется около 30 триллионов лет, чтобы пройти близкое столкновение с другой звездой. Даже если встреча произойдет менее чем на 1 а.е., звезды, вероятно, просто пройдут мимо и не сделают ничего особенного. Для полного столкновения и слияния вам нужно, чтобы расстояния были намного меньше, примерно$0.1 R_\odot$.

Годы спустя

Событие

3×10 13 (30 триллионов)

Расчетное время для звезд (включая Солнце) для близкого столкновения с другой звездой в местных звездных окрестностях. Всякий раз, когда две звезды (или звездные остатки) проходят близко друг к другу, орбиты их планет могут быть нарушены, что может привести к их полному выбросу из системы. В среднем, чем ближе орбита планеты к ее родительской звезде, тем больше времени требуется для выброса таким образом, потому что она гравитационно более тесно связана со звездой.

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_the_far_future .

Также, согласно Википедии:

Хотя столкновения звезд могут происходить очень часто в определенных частях галактики, вероятность столкновения с Солнцем очень мала. Расчет вероятности предсказывает, что скорость звездных столкновений с участием Солнца составляет 1 в$10^{28}$годы.

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_collision#Stellar_collisions_and_the_Solar_System .

Вернемся к грубой математике, предполагая неопределенность в 2 а.е., вероятность с учетом этих параметров равна:

Предупреждение: это всего лишь очень грубая оценка, не принимайте это как «настоящий, супер-математический» ответ. Но я все еще надеюсь, что это поможет.

Изменить: приведенное выше уравнение, вероятно, все еще слишком велико. Задали вопрос по этому поводу: если столкнутся две звезды, какова вероятность того, что они сольются в одну звезду?

Как говорит «быстрее света», вероятность того, что наше Солнце столкнется с другой звездой в галактике, практически равна нулю. На самом деле вероятность того, что любая звезда в галактике столкнется с другой (не родственной) звездой, очень мала.

Звезды могут сталкиваться и сталкиваются , но это звезды, которые уже гравитационно связаны друг с другом в двойных или множественных звездных системах. И они обычно не сталкиваются, пока не станут совсем старыми. Звезда может вытягивать материал из звезды-компаньона, и в некоторых случаях это нарушает гравитационный баланс настолько, что звезды сливаются, что может привести к взрыву. Другой вариант состоит в том, что орбиты звезд распадаются из-за излучения гравитационных волн. Даже для нейтронных звезд на узких орбитах, которые излучают гравитационную энергию относительно быстро, этот процесс занимает много времени.

Между звездами в галактике много места . И даже когда сталкиваются целые галактики, вероятность столкновения звезд очень мала. Википедия говорит , что когда Млечный Путь и Андромеда сливаются, «участвующие звезды находятся достаточно далеко друг от друга, поэтому маловероятно, что какая-либо из них столкнется по отдельности».

Следующее может дать вам представление о том, насколько низка плотность звезд в нашей галактике. Согласно Википедии , масса Млечного Пути составляет где-то между 0,8 и 1,5 триллиона солнечных масс. Сюда входит темная материя, которая составляет значительную часть общей массы, а также масса свободного межзвездного газа и пыли, так что фактическая масса звезд немного меньше. Но пойдем с$1.5×10^{12} M_\odot$фигура, просто чтобы быть щедрым. ;)

В этой статье также говорится, что диаметр звездного диска Млечного Пути составляет около 185 ± 15 тысяч световых лет, в зависимости от того, как вы определяете внешний край. Итак, давайте возьмем радиус 85 000 световых лет. Кроме того, средняя толщина галактического диска составляет около 1000 световых лет.

Звезды состоят из горячей плазмы, поэтому их внешние области довольно разрежены. Но они становятся довольно плотными в своих ядрах, где происходит большинство ядерных реакций. Средняя плотность Солнца составляет 1,41 г/см³ (1410 кг/м³), т. е. в 1,41 раза больше стандартной плотности воды, но плотность в его ядре составляет около 150 г/см³, что во много раз превышает плотность самого плотного металла в земных условия.

Давайте представим, что мы могли бы каким-то образом гомогенизировать и сжать Млечный Путь в однородный диск с его нынешним радиусом и плотностью 1 г/см³. Итак, мы сжимаем эту толщину звезд и всего остального в 1000 световых лет в тонкий диск радиусом 85 000 световых лет с такой же плотностью, как вода.

Угадайте, насколько толстым будет этот диск.

1,469 миллиметра.

Вы можете проверить мой расчет, вставив эту формулу в строку поиска Google, которая вызывает калькулятор Google:(1.5e12 solar masses) / ((1 g/cm^3) * pi * (85000 lightyears)^2)

Напротив, если мы сожмем Солнце до диска с плотностью 1 г/см³ и радиусом 30,1 а.е., радиусом орбиты Нептуна, мы получим толщину

31,2 метра

(1 solar mass) / ((1 g/cm^3) * pi * (30.1 au)^2)

Представьте, что по миру летают 2 голубя под ЛСД. Каковы шансы, что они столкнутся?

Столкновения звезд менее вероятны, потому что, если бы звезды были размером с голубя, их среднее расстояние составляло бы 200 000 километров.

Звезды путешествуют со средней скоростью 500 000 миль в час, поэтому, если бы они были птицами, птицы летели бы со скоростью 0,000005 миль в час.

Звезды в 10^11 раз больше голубей.

Вот статья о близких сближениях нашей галактики с другими звездами, т.е. со звездой Шольца , которая прошла примерно в 50 000 а.е. от Солнца, через облако Оорта. https://www.discovermagazine.com/the-sciences/wandering-stars-pass-near-our-solar-system-surprisingly-часто

Это как если бы голубь пролетел 500 километров от другого голубя, и его назвали бы "близким вызовом" .

Ближайший пролет, предсказанный в настоящее время, - это Глизе 710, который пройдет в 5 раз ближе, чем звезда Шольца, за 1,2 миллиона лет на расстоянии 0,17 световых года . В настоящее время он находится на расстоянии 63 световых лет.

Я только что проверил это еще раз, Вольфрам говорит, что если бы Млечный Путь сжался так, чтобы он соответствовал орбите Земли вокруг Солнца, было бы 100 000 000 000 птиц (звезд), летящих со скоростью 1 мм в минуту, и в среднем 200 000 км между птицами.