Suponiendo que pudiéramos transportar el sistema solar en el tiempo, ¿cuál sería el primer punto de la expansión del universo en el que los humanos podrían sobrevivir?

13,4 millones de años después del Big Bang

El fondo cósmico tiene una temperatura de 2.725 Kelvin . Por supuesto, el vacío del espacio no tiene temperatura. Lo que esto significa es que la radiación de microondas que proviene de ella tiene una longitud de onda (pico) de 1.063 mm, que es la misma radiación que emitiría un cuerpo negro con una temperatura de 2.725 Kelvin. También significa que si coloca un objeto en el vacío intergaláctico donde la luz de las estrellas tiene un efecto insignificante, el objeto eventualmente alcanzaría un equilibrio con el CMB a 2.725 Kelvin de modo que no gane ni pierda calor.

2.725 Kelvin hace demasiado frío para que exista vida, por eso necesitamos que el sol nos caliente. Pero si bien hay muchas fuentes de calor en el universo, casi no hay ninguna fuente natural de frío que pueda enfriarnos por debajo de la temperatura CMB. Verás, la radiación de fondo proviene de todas las direcciones, por lo que es inevitable.

Los humanos tienen una temperatura corporal de 37 ° C. Sin embargo, dado que somos animales de sangre caliente, necesitamos que el entorno sea más frío que eso para descargar el calor que producimos constantemente a través del metabolismo. Digamos que podemos soportar una temperatura máxima de 300 Kelvin, o 27 ° C, que está en el extremo superior del promedio anual de algunos lugares tropicales.

Cuanto más retrocedas en el tiempo, más pequeño es el universo, y la radiación de fondo se amontonó en longitudes de onda más cortas que corresponden a temperaturas más altas. ¿En qué punto cruza nuestro umbral de supervivencia de 300 K?

Con la ayuda de la ley de Planck, puede calcular la longitud de onda máxima de un cuerpo trasero a 300 K para que sea ~ 9316 nm, dentro del régimen infrarrojo. En comparación con nuestro CMB actual, es un desplazamiento al rojo de z = 115.35 (Redshift – Wikipedia).

Actualmente estamos 13.7 mil millones de años en el universo. Con esta Calculadora de Cosmología podemos calcular el umbral de supervivencia aproximadamente 13.4 millones de años después del Big Bang .

Este es un tiempo antes incluso de que las primeras estrellas se formaran en el universo primitivo, por lo tanto, se llama “Edad Media”. Curiosamente, hay especulaciones de que la vida podría haber existido en este breve período: arxiv.org/pdf/1312.0613.pdf

Tenga en cuenta que esta respuesta se refiere a la habitabilidad del sistema solar, no de la Tierra. La Tierra experimentaría un calentamiento solar considerable además del CMB, lo que lo calentaría demasiado. La zona de Ricitos de Oro estaría en el sistema solar exterior.

Una cosa es asumir que los humanos ya existen y preguntarse cuánto tiempo atrás podrían sobrevivir si regresaran en el tiempo. Otro se pregunta qué tan temprano (o tarde) podrían los humanos llegar a existir. Tomaré este último significado para la pregunta, porque para mí no tiene sentido discutir sobre los humanos antes de que puedan existir.

Las estimaciones actuales son de alrededor de 6 a 8 mil millones de años al menos para una vida persistente (y mucho menos “inteligente”), lo que significa que la Tierra probablemente se encuentre entre las primeras.

Hay varias áreas a considerar aquí. Primero es la creación de una cantidad suficiente de elementos pesados ​​para que sea posible que en un sistema estelar se formen planetas rocosos sólidos que contengan muchos elementos pesados ​​a partir del disco de acreción.

A veces se dice que el Sol es una “estrella de tercera generación”, pero esto con frecuencia engaña a la gente a pensar que nuestro Sol desciende de solo 2 estrellas anteriores, lo cual es completamente incorrecto. Lo que en realidad significa es que al menos 3 “eras cósmicas” de producción de estrellas deben haber sucedido, y cada una de esas eras duró muchos millones de años en las que miles de millones de estrellas nacieron y murieron. El término astrofísico real es “Población” e implica la riqueza de elementos pesados ​​en las estrellas. Las primeras estrellas tenían pocos o ningún elemento pesado y se llaman estrellas de la Población III. Las estrellas con una cantidad moderada de elementos pesados ​​son estrellas de Población II y comenzaron a formarse solo cuando el universo tenía alrededor de 2 mil millones de años, cuando las primeras galaxias comenzaron a distinguirse, pero aún eran sistemas muy caóticos. Es extremadamente improbable que las estrellas de la Población II puedan tener planetas con suficientes elementos pesados ​​para desarrollar vida.

El Sol es una estrella de Población I, lo que significa que ya tiene un mayor contenido de elementos pesados, y estas estrellas tienen edades de hasta 10 mil millones de años. Por lo tanto, parece muy poco probable que se puedan formar moléculas complejas de elementos pesados ​​hasta que el universo tenga alrededor de 4 a 5 mil millones de años, cuando se formaron las primeras estrellas de la Población I. Pero muchas condensaciones y explosiones sucesivas de nubes de gas estelar han contribuido al material del Sol, no “solo 2 estrellas anteriores”.

Luego está el tema de la radiación. Las primeras estrellas eran muy masivas y calientes y emitían mucho en ultravioleta, lo que destruye los enlaces químicos de las moléculas complejas. El universo primitivo era un lugar muy enérgico lleno de radiación mortal, por lo que la vida compleja no podría haberse formado hasta que el universo se “calmara” en términos de radiación.

Y luego está la necesidad de una región espacial relativamente estable. El universo primitivo también era bastante caótico en términos de energía cinética de las estructuras y cuerpos astrofísicos, todo estaba más cerca el uno del otro, las fusiones de galaxias, colisiones, etc. eran relativamente frecuentes, e incluso cuando una galaxia como la Vía Láctea había tomado una posición relativamente definida estructura su estructura interna todavía era muy enérgica y caótica. Se cree que la Vía Láctea comenzó a convertirse en una estructura distinta cuando el universo también tenía unos 4 mil millones de años, casi al mismo tiempo cuando aparecieron las primeras estrellas de la Población I, pero parece probable que durante algún tiempo fuera bastante caótico. estructura con demasiadas colisiones e inestabilidades para permitir que cualquier vida evolucione y persista sin ser eliminada rápidamente por algún evento catastrófico. La vida persistente tendría que esperar hasta que la galaxia misma se calmara y se estabilizara.

Basado en todo lo anterior, parece una suposición razonablemente educada de que un planeta que soporte la vida estable no era muy probable hasta que el universo tuviera, como mínimo, unos 6 o 7 mil millones de años. Nuestro sistema solar se formó cuando el universo tenía unos 8.800 millones de años.

Agregue a esto que la “vida inteligente” en la Tierra tardó probablemente unos 4 mil millones de años adicionales en evolucionar, y ahí lo tiene, probablemente estamos entre los primeros.

La expansión del universo realmente no tiene nada que ver con esta pregunta. Si está preguntando desde el primer momento que los humanos podrían sobrevivir durante la duración de este universo, puede ser mucho antes de que este sistema solar se haya formado.

Nuestro sistema solar solo ha existido alrededor de 4.500 millones de años, y nuestro sol a veces se llama estrella de tercera generación. Si un sistema solar de segunda generación tuviera suficientes elementos pesados ​​para formar planetas rocosos con carbono y oxígeno, entonces los humanos podrían haber sobrevivido incluso antes de que nuestro sistema solar existiera.

Probablemente cualquier punto después de la época de la luz … aunque el sistema solar sería la única estrella y los planetas en el Universo en ese entonces.

Antes de que el Universo se volviera transparente a la luz, habría sido demasiado denso en energía para que hubiera espacio para el sistema solar.

Puede ser necesario estar protegido contra el fondo cósmico de microondas.

Todo el sistema solar? ¿Incluyendo el sol?

Eso permitiría acercarse mucho al Big Bang. Simplemente no cerrar, o la radiación de fondo cocina la tierra.

Por lo cerca que no puedo calcular eso, lo siento.

Como señaló Quora User, los elementos y las estructuras químicas que necesitamos para sobrevivir y el entorno en el que necesitamos vivir deben estar disponibles. Por lo tanto, ¿en qué momento se formaron los gases que respiramos? ¿Cuándo se formó el agua y cuándo fue el primer ecosistema que tenía todas esas cosas combinadas? ¿Cuándo había animales y vegetales para que los humanos comieran?

En pocas palabras, creo que es posible que puedas retroceder en el tiempo 10 mil millones de años o tan atrás como los humanos llegaron a ser.

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