Si la Tierra fuera expulsada alguna vez de la órbita; ¿Cuánto tiempo tomaría hasta chocar con otra cosa?

Bueno, en realidad esto puede no suceder muy pronto porque la gravedad del Sol nos mantendrá en la órbita en el futuro previsible. Sin embargo, dado que estamos imaginando cosas, dejaré que mi imaginación funcione de la manera que se sienta. Así que tengan paciencia conmigo.
Perder la órbita del Sol significa dos cosas;
1. Una fuerza gravitacional más poderosa que el Sol ha sacado a la Tierra de su órbita.
2. La fuerza gravitacional del sol ha disminuido repentinamente.
Escenario 1: en caso de que una gran estrella decida terminar con el reino del Sol a través de su enorme gravedad, no solo la Tierra sino otros planetas también se verán afectados. Entonces, de repente, veremos un cielo nocturno cambiado si vivimos para verlo. Una fuerza que puede sacar a un cuerpo como la tierra de su órbita establecida será muy peligrosa. Lo primero que hará es absorber la atmósfera de la tierra. Sin ionosfera que nos proteja de los rayos Gama de nuestro Sol, la vida en la tierra morirá por falta de oxígeno y exposición a la radiación. No espere, será difícil decir la causa de la muerte. Porque habrá muchas formas de morir. Exposición a la radiación, falta de aire, temperatura impía y qué no. Supongamos que, de alguna manera, pocos seres humanos logran sobrevivir creando una atmósfera artificial bajo un escudo de radiación. Bueno, morirán de hambre y sed después de unos días. No es un muy buen escenario, supongo. Así que exploremos el escenario 2.
Escenario 2: Dado que la gravedad del sol no puede mantener a la Tierra en la órbita, actuará como una nave espacial. A medida que crece la distancia del sol, la temperatura de la Tierra caerá. La temperatura será muy inferior a 40 grados centígrados, supongo. Solo la gracia salvadora será el calor del núcleo de la Tierra. A medida que avanzamos en el alcance exterior del sistema solar, nuestro Sol se verá como una estrella. Será noche perpetua en la tierra. La luz del día ya no existe. Supongamos que de alguna manera nuestra amada Tierra podrá evitar cualquier colisión importante con cualquier gran cuerpo celestial. Así que hemos sobrevivido y aún estamos progresando hacia algo que no sabemos. Somos un planeta rebelde. Hasta que, a menos que la Tierra sea arrestada por la atracción gravitatoria de otra estrella importante, el viaje continuará. Pero será muy oscuro y extremadamente frío. Pero para sobrevivir en la órbita de otra estrella, la Tierra necesita estar en la zona Goldilock. Entonces, quién sabe lo que sucederá.

Así que no soy un maestro en astronomía o matemáticas. Aunque esta pregunta despertó mi interés. Otros han respondido en base a la astronomía real. Voy a responder con simples matemáticas de secundaria en función de cómo se formuló la pregunta.

Si la Tierra fue arrojada fuera de la órbita y siguió un camino en línea recta a 67,000 mph, un poco de investigación encontró que la velocidad de la Tierra está más cerca de 66,600 mi / hr. Una línea recta supondría que ninguna fuerza gravitacional puede influir en el camino de la Tierra por más tiempo. (¡Genial! Que limpia la complejidad de las matemáticas, ¡no sé cómo hacerlo!) ¿No tienes idea de hacia dónde vamos? En realidad, podríamos reducirlo a un plano elíptico de 360 ​​grados.

Entonces, en algún momento aleatorio de un año, perdemos la órbita y nos vamos al olvido. ¿Cuál es la probabilidad de golpear algo y cuánto tiempo nos llevaría? Bueno, la probabilidad de golpear algo se vuelve muy pequeña cuanto más se aleja de nuestro punto de partida. Especialmente sentido parece que ya no nos afecta la gravedad. Entonces, nuestra mayor probabilidad de golpear algo sería Marte, nuestro próximo vecino más cercano fuera de la órbita de la Tierra. Aunque para golpearlo, Marte tendría que permanecer en órbita alrededor del sol. Entonces, ¿cómo son las matemáticas en esto? (Nuevamente, matemáticas simples de nivel secundario)

Velocidad de la Tierra = 66,600 mi / hr
Velocidad de Marte = 53,979 mi / hr
Diámetro de la Tierra = 7,918 mi
Diámetro de Marte = 4,212 mi
Tiempo de órbita terrestre = 1 año (365.25 días)
Tiempo de órbita de Marte = 1.88 años (686.67 días)

Diámetro de la Tierra y Marte sumados (esto es lo grande que somos, más lo grande que es nuestro objetivo). 12,120 millas Ahora dividimos esto con qué tan rápido Marte orbita alrededor del sol y obtenemos 808 segundos (13.48 minutos) Esto nos dice cuánto tiempo estará Marte en nuestro camino. Podemos dividir 808 segundos en la cantidad de segundos en un año (31,557,600) y tenemos una probabilidad de 1 en 39,056 de que la Tierra salga de la órbita alrededor del Sol para golpear a Marte, si Marte estaba en el lugar correcto en su propia órbita para que podamos cruzar. rutas. Para encontrar la probabilidad de que Marte esté en el lugar correcto, tomamos nuevamente nuestra ventana de colisión de 808 segundos y la dividimos en el tiempo que le toma a Marte orbitar el sol (59,328,288 segundos). Esto nos da una probabilidad de 1 en 73,426 de que Marte esté en la órbita correcta. Multiplique nuestras dos probabilidades juntas y obtendremos la probabilidad de alcanzar nuestro objetivo más probable.

1/39056 * 1/73426 = 1 en 2,867,725,856 o 3.49 ^ -10

Nuestra mayor posibilidad de golpear algo por ahí todavía es bastante escasa o nula. Es cierto que a medida que pasa el tiempo, todas las probabilidades se suman y las posibilidades de la Tierra de golpear algo se hacen cada vez más grandes, pero el universo tiene tanto espacio vacío que la posibilidad sigue siendo pequeña sin ser influenciado por las fuerzas gravitacionales.

En cuanto a la última parte, ¿cuánto tiempo tomaría? Eso es trig y un poco más allá de mí.

OK, esta es una pregunta mucho más difícil de lo que piensas, principalmente debido a un punto que no está claro: la velocidad.

Si la Tierra fuera expulsada de su órbita a una velocidad relativamente baja, podría caer en una órbita inestable alrededor del sol o Júpiter, y eventualmente chocar.

PERO parece que te refieres a “arrojado rápido”, con lo cual asumo que te refieres a “fuera del sistema solar”. Pero entonces la velocidad aquí es un problema. Si la Tierra se arroja más lentamente que la tasa actual de expansión del universo, entonces nunca golpeará nada.

Aquí: La expansión de Speed ​​of Universe se mide mejor que nunca | Constante del Hubble | Spitzer dice que el universo se está expandiendo a algo así como 74 km / s / MPc. Si la Tierra se moviera más lentamente que eso (y eso es bastante rápido), entonces el universo se expandiría lejos de la Tierra más rápido de lo que se mueve hacia cualquier cosa.

Pero supongamos que se arrojó más rápido que 74 km / s (lo cual, debo señalar, requeriría una asombrosa cantidad de energía de 1.6 x 10 ^ 34 julios, o aproximadamente la cantidad de energía que obtendría al convertir la masa de un asteroide enteramente a la energía …). Entonces podría tener la posibilidad de golpear algo, aunque el universo se está acelerando en su expansión, por lo que tal vez ni siquiera entonces.


Versión TL; DR: nunca golpearía nada a menos que lo apuntases con mucha precisión a donde estaría algo grande.

Eche un vistazo rápido a la imagen de campo ultra profundo del Hubble.

Campo ultra profundo del Hubble

Casi todas las especificaciones de luz en esta imagen son una galaxia a una distancia de hasta 13 mil millones de años luz y se puede ver que todavía hay mucho espacio vacío entre estas galaxias.

Potencialmente, una tierra desbocada podría viajar tan lejos y aún deslizarse entre el espacio entre estas galaxias.

Por otro lado, la tierra desbocada podría estar a unos 4 años luz de distancia y colisionar con Proxima Centauri.

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