제11천년기 이후

1. 개요

제11천년기 이후는 지구의 자전과 세차 운동, 태양계 천체의 궤도 변화, 태양의 진화, 은하 충돌 등 천문 현상과 지구의 미래, 생물 다양성 변화, 인류의 미래, 기술 발전, 달력 변화, 인공물의 수명, 원자력 관련 예측 등 다양한 분야의 장기적인 미래를 다룬다. 북극성의 변화, 지구 자전축 기울기 변화에 따른 기후 변화, 태양의 적색 거성 진화, 우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌, 지구 온난화 및 지질학적 변화, 생물 멸종, 인류의 기술 발전과 문명화, 그리고 핵 폐기물 관리와 같은 다양한 주제에 대한 예측을 제시한다.

2. 천문 현상

앞으로 수십억 년 동안 지구와 태양계, 그리고 우주에서는 다양한 천문 현상들이 일어날 것으로 예측된다. 이러한 예측은 시간이 지남에 따라 에너지가 손실, 즉 엔트로피가 증가해야 한다는 열역학 제2법칙을 고려해야 한다.

2.1. 지구의 자전 및 세차 운동

1만 년 후에는 지구의 세차 운동으로 인해 북극성이 현재의 폴라리스에서 데네브로 바뀐다. 1만 2천 년 후에는 지구 자전축 기울기가 최솟값인 22.5°에 근접하여 계절 변화가 약해진다. 1만 5천 년 후에는 지구 자전축 기울기의 반전으로 인해 북반구와 남반구의 여름과 겨울이 바뀌고, 북반구의 기후가 더 극단적으로 변한다. 2만 8천 년 후에는 지구의 세차 운동으로 인해 북극성이 다시 폴라리스가 된다.

2.2. 태양계 천체들의 궤도 변화

3만 8천 년 후, 작은 적색왜성인 로스 248이 태양에서 3.024광년까지 접근하여 가장 가까운 별이 된다. 140만 년 후에는 글리제 710이 태양에서 약 0.2광년까지 접근하여 오르트 구름에 영향을 미치는데, 이는 태양계 내 천체들의 궤도를 교란시킬 수 있다.

800만 년 후, 화성의 위성 포보스는 화성과의 거리가 로슈 한계 이하로 줄어들어 화성과 충돌하거나 분해되어 고리를 형성할 수 있다. 36억 년 후에는 해왕성의 위성 트리톤이 해왕성의 로슈 한계에 도달하여 분해되고 고리를 형성할 수 있다.

2.3. 태양의 진화

지구, 태양계, 그리고 우주의 미래에 대한 모든 예측은 시간이 지남에 따라 에너지가 손실, 즉 엔트로피가 증가해야 한다는 열역학 제2법칙을 고려해야 한다. 별들은 결국 핵융합을 통한 수소 연료 공급이 고갈되어 소멸될 것이다.

요약에 따르면, 태양은 다음과 같이 진화할 것으로 예측된다.

* 50억 년 후: 태양은 주계열성 단계를 마치고 적색거성으로 진화하기 시작한다.
* 76억 년 후: 태양은 적색거성 단계의 끝에 도달하여 현재 크기의 256배까지 팽창하고, 수성, 금성, 지구를 집어삼킬 수 있다.
* 79억 년 후: 토성의 위성 타이탄의 표면 온도가 생명체가 존재할 수 있는 수준까지 상승할 가능성이 있다.
* 80억 년 후: 태양은 탄소-산소 백색왜성이 되고, 질량은 현재의 54.05%로 줄어든다.
* 144억 년 후: 태양은 흑색왜성이 되어 인간의 눈에는 보이지 않게 된다.

태양은 아마도 내부 행성(수성, 금성, 그리고 아마도 지구)의 대부분을 압도할 정도로 충분히 팽창할 것이지만, 목성과 토성을 포함한 거대 행성은 그렇지 않을 것이다. 그 후 태양은 백색왜성의 크기로 줄어들 것이며, 외부 행성과 그 위성들은 이 작은 태양 잔해를 계속 공전할 것이다. 이러한 미래의 상황은 백색왜성 MOA-2010-BLG-477L과 그것을 공전하는 목성 크기의 외계행성과 유사할 수 있다.

2.4. 우리 은하와 안드로메다 은하의 충돌

40억 년 후, 우리 은하와 안드로메다 은하가 충돌하여 두 은하는 합쳐져서 밀코메다 은하라는 하나의 거대한 은하로 재탄생할 것으로 예상된다.

3. 지구의 미래

1만 2천 년 후에는 지구 온난화로 인해 남극의 윌킨스 빙하 밑 분지에 있는 "아이스 플러그"가 붕괴될 수 있다. 이로 인해 동남극 빙상이 녹기 시작하면 완전히 녹아 해수면이 3~4m 상승할 수 있다. 5만 2천 년 후에는 간빙기가 끝나고 빙하기가 올 수 있지만, 지구 온난화 때문에 그 효과는 제한적일 것으로 보인다. 10만 2천 년이 지나도 인간이 만든 이산화탄소의 10%는 대기 중에 남아 기후 변화를 계속 일으킬 것이다.

나이아가라 폭포는 5만 2천 년 후 이리호 쪽으로 20마일 정도 침식되어 사라지고, 캐나다 순상지의 많은 빙하호도 빙하기 이후 반동과 침식으로 사라질 것이다. 25만 2천 년 후에는 하와이-엠페러 해저 산열의 로이히 해산이 바다 위로 올라와 새로운 화산섬이 된다. 50만 2천 년 후에는 배드랜드 국립공원이 침식으로 평평해지고, 100만 년 후에는 메테오르 충돌구가 완전히 침식될 것이다.

1000만 년 후에는 동아프리카 지구대가 넓어져 홍해가 넘치고 아프리카가 소말리아판과 누비아판으로 나뉜다. 5000만 년 후에는 캘리포니아주 해안이 알류산 해구로 섭입되고, 아프리카와 유라시아가 충돌해 지중해가 사라지고 히말라야산맥 같은 산맥이 생긴다. 2억 5000만 년 후에는 모든 대륙이 합쳐져 판게아 울티마 대륙, 아마시아, 노보판게아 같은 초대륙이 된다. 4억~5억 년 후에는 이 초대륙이 다시 갈라질 수 있다.

10만 2천 년 후, 북미 자생 지렁이는 로렌타이트 빙상 지역으로 돌아간다. 200만 년 후에는 산호초 생태계가 회복된다. 1000만 년 후에는 대멸종이 없어도 대부분의 종이 사라지고 새로운 종이 나타난다. 6억 년 후에는 태양 광도가 증가하여 이산화탄소가 줄어 C3 광합성 식물이 살 수 없게 된다. 8억 년 후에는 C4 광합성 식물도 살 수 없어지고, 다세포 생물은 모두 멸종한다.

3.1. 기후 변화

1만 2천 년 후, 지구 온난화의 영향으로 윌킨스 빙하 밑 분지의 "아이스 플러그"가 붕괴되어 동남극 빙상이 녹기 시작하면, 완전히 녹아 해수면이 3~4m 상승할 수 있다. 5만 2천 년 후에는 간빙기가 끝나고 빙하기가 시작될 수 있지만, 지구 온난화의 영향으로 그 효과는 제한적일 것으로 예측된다. 10만 2천 년 후에도 인간이 배출한 이산화탄소의 10%는 대기 중에 남아 기후 변화의 장기적 효과를 지속시킬 것이다.

3.2. 지질학적 변화

5만 2천 년 후, 나이아가라 폭포는 이리호 방향으로 20마일 가량 침식되어 사라질 것이다. 캐나다 순상지에 있는 많은 빙하호들도 빙하기 이후 반동과 침식 작용으로 사라질 것이다.

25만 2천 년 후에는 하와이-엠페러 해저 산열 중 가장 젊은 로이히 해산이 해수면 위로 솟아올라 새로운 화산섬이 될 것이다.

50만 2천 년 후에는 미국 사우스다코타주 배드랜드 국립공원의 험한 지형이 완전히 침식되어 평평해질 것이다.

100만 년 후에는 미국 애리조나 주의 메테오르 충돌구가 완전히 침식되어 사라질 것이다.

1000만 년 후에는 동아프리카 지구대가 넓어져 홍해가 범람하고, 아프리카 대륙이 소말리아판과 누비아판으로 나뉠 것이다.

5000만 년 후에는 캘리포니아주 해안이 알류산 해구로 섭입되기 시작한다. 아프리카 대륙은 유라시아 대륙과 충돌하여 지중해가 사라지고 히말라야산맥과 비슷한 거대한 산맥이 형성될 것이다.

2억 5000만 년 후에는 지구상의 모든 대륙이 하나로 합쳐져 판게아 울티마, 아마시아, 노보판게아와 같은 초대륙을 형성할 것이다.

4억 년에서 5억 년 후에는 이 초대륙이 다시 분리될 가능성이 있다.

3.3. 생물 다양성 변화

* 10만 2천 년 후: 북미 자생 지렁이가 북쪽으로 확산되어 로렌타이트 빙상 지역으로 복귀한다.
* 200만 년 후: 현재의 해양 산성화로 파괴된 산호초 생태계가 자연적으로 복구될 때까지 걸리는 시간이다.
* 1000만 년 후: 대멸종 사건이 발생하지 않더라도, 현재 종 대부분이 멸종하고 새로운 종들이 진화할 것이다.
* 6억 년 후: 태양 광도 증가로 인해 대기 중 이산화탄소 수준이 감소하여 C3 광합성을 하는 식물이 생존 불가능해진다.
* 8억 년 후: C4 광합성을 하는 식물마저 생존 불가능해지고, 다세포 생물은 모두 멸종한다.

4. 우주의 미래

지구, 태양계, 그리고 우주의 미래를 예측할 때는 시간이 지남에 따라 에너지가 손실, 즉 엔트로피가 증가해야 한다는 열역학 제2법칙을 고려해야 한다. 별들은 결국 핵융합을 통해 수소 연료 공급이 고갈되어 소멸될 것이다. 태양은 수성, 금성, 그리고 아마도 지구를 집어삼킬 정도로 팽창하겠지만, 목성과 토성을 포함한 거대 행성들은 살아남을 것이다. 그 후 태양은 백색왜성의 크기로 줄어들 것이며, 외부 행성과 그 위성들은 이 작은 태양 잔해를 계속 공전할 것이다. 이러한 미래의 상황은 백색왜성 MOA-2010-BLG-477L과 그것을 공전하는 목성 크기의 외계행성과 유사할 수 있다.

태양계 소멸 후 오랜 시간이 지나면, 물리학자들은 가장 안정적인 물질조차도 아원자 입자로 분해되는 방사성 붕괴의 영향을 받을 것으로 예상한다. 현재 데이터는 우주가 평평한 기하학적 구조(또는 매우 평평한 것에 가까운)를 가지고 있으며, 따라서 유한한 시간 후에 빅 크런치로 붕괴되지 않을 것임을 시사한다. 이러한 무한한 미래는 볼츠만 뇌의 형성과 같이 매우 있을 법하지 않은 사건의 발생을 허용할 수 있다.

하위 섹션에서 이미 우주의 팽창, 별의 생성과 소멸, 블랙홀의 생성과 증발, 양성자 붕괴에 대해 다루고 있으므로, 여기서는 간략하게 요약만 제시한다.

* 우주의 팽창: 우주가 계속 팽창하면서, 먼 미래에는 국부 은하군 외부의 천체들은 관측 불가능해진다.
* 별의 생성과 소멸: 별들은 수소 연료를 소진하여 결국 소멸하며, 백색왜성, 중성자별, 블랙홀과 같은 잔해만 남게 된다.
* 블랙홀의 생성과 증발: 블랙홀은 주변 물질을 흡수하며 성장하지만, 결국 호킹 복사를 통해 증발한다.
* 양성자 붕괴: 양성자 붕괴가 일어난다면, 우주의 모든 핵자는 결국 붕괴하여 블랙홀만 남게 된다.

4.1. 우주의 팽창

우주가 계속 팽창함에 따라, 1000억 년 후에는 국부 은하군 외부의 천체들은 더 이상 관측할 수 없게 된다. 1500억 년 후에는 우주 마이크로파 배경의 온도가 현재 기술로 측정 가능한 최저 수준까지 감소한다.

4.2. 별의 생성과 소멸

우주의 미래를 예측할 때는 시간이 지남에 따라 에너지가 손실되는, 즉 엔트로피가 증가하는 열역학 제2법칙을 고려해야 한다. 별들은 핵융합을 위한 수소 연료 공급이 고갈되어 결국 소멸한다.

4.3. 블랙홀의 생성과 증발

10³⁰년 무렵에는 은하 중심의 초대질량 블랙홀에 별들이 흡수되고, 쌍성계는 서로 충돌하며, 행성들은 항성의 방사선에 의해 파괴된다. 1.7×10¹⁰⁶년이 되면, 최대 질량의 초대질량 블랙홀도 호킹 복사로 인해 증발하게 된다.

4.4. 양성자 붕괴

양성자 붕괴(Proton decay)가 있을 경우, 관측 가능한 우주에 있는 모든 핵자는 2×10³⁶년 안에 붕괴될 것으로 예상된다. 양성자 붕괴가 일어나는 가장 오래된 시간은 10⁴⁰년이며, 이 무렵에는 블랙홀 시대가 되어 우주에는 블랙홀만 남게 된다.

5. 인류의 미래

카르다쇼프 척도에 따르면, 인류는 1만 2천 년 후에는 행성계 전체의 에너지를 활용하는 제 II 유형 문명에 도달할 수 있으며, 10만 년에서 100만 년 사이에는 은하 전체의 에너지를 사용할 수 있는 제 III 유형 문명으로 발전할 가능성이 있다.

세계화 추세가 지속되어 난교배가 이루어지면, 12,000년 후 인간의 유전 변이는 더 이상 지역에 국한되지 않고 전 지구적으로 섞이게 된다. 이때 유효 집단 크기는 실제 인구 크기와 같아진다. 또한, 22,000년 후에는 모리스 스와데시의 언어 연대학 모델에 따라 현대 언어의 '핵심 단어' 중 극히 일부(100개 중 1개)만이 미래 언어에 남게 된다.

브랜든 카터의 종말 논법에 따르면, 12,000년 후 인류 멸종 확률은 95%가 된다. J. 리처드 고트의 종말 논법에 따르면, 780만 년 후 인류 멸종 확률은 95%가 된다.

5.1. 기술 발전

카르다쇼프 척도에 따르면, 인류는 1만 2천 년 후에는 행성계 전체의 에너지를 활용하는 제 II 유형 문명에 도달할 수 있다. 10만 년에서 100만 년 사이에는 은하 전체의 에너지를 사용할 수 있는 제 III 유형 문명으로 발전할 가능성이 있다.

5.2. 사회 변화

* 12,000년: 세계화 추세가 지속되어 난교배가 이루어지면, 인간의 유전 변이는 더 이상 지역에 국한되지 않고 전 지구적으로 섞이게 된다. 이때 유효 집단 크기는 실제 인구 크기와 같아진다.
* 22,000년: 모리스 스와데시의 언어 연대학 모델에 따르면, 현대 언어의 '핵심 단어' 중 극히 일부만이 미래 언어에 남게 된다.

5.3. 멸종 가능성

브랜든 카터의 종말 논법에 따르면, 12,000년 후 인류 멸종 확률은 95%가 된다. J. 리처드 고트의 종말 논법에 따르면, 780만 년 후 인류 멸종 확률은 95%가 된다.

6. 기술 프로젝트

롱나우 재단은 만년 시계(롱나우 시계), 로제타 프로젝트, 롱베트 프로젝트를 12,000년까지 지속하는 것을 목표로 한다. 이 중 로제타 프로젝트의 명칭은 로스앨러모스 국립 연구소에서 개발하여 상용화한 HD-로제타 아날로그 디스크 기술에서 유래했다.

NTFS 파일 시스템의 시간 범위는 60,056년 5월 28일에 만료될 예정이다. 이는 1601년 1월 1일부터 계산하여 (2×10⁶⁴×100 10억분의 1초)가 되는 시점이기 때문이다.

오스트리아 할슈타트 소금 광산에 위치한 인류 저장소(MOM)는 석기에 점토판 형태로 정보를 저장하는 셀프 스토리지 방식을 사용하며, 예상 수명은 10만 년 이상이다.

트벤테 대학교에서 개발한 인간 문서화 프로젝트는 100만 년 동안 지속될 계획이다.

사우햄프턴 대학에서 개발한 초인 기억 수정 기술(펨토초 레이저를 이용해 유리에 데이터 저장)의 예상 수명은 100만 년이다.

버클리 대학교에서 개발한 나노셔틀 기억 장치(분자 스위치를 탄소 나노튜브로 이동시키는 데 철 나노입자 사용)의 기대 수명은 10억 년이다.

현재 할당 속도(/48 prefix)를 유지하면, IPv6 주소는 703억 년 후에 고갈될 것으로 예상된다.

64비트 유닉스 시간은 29경 년(2.9x10¹¹년) 12월 4일 UTC 15시 30분 8초에 오버플로우될 것이다. 부호 없는 64비트 유닉스 시간은 58경 년(5.8x10¹¹년) 후에 오버플로우된다.

128비트 유닉스 시간은 530,000,000,000,000,000,000,000,000,000년(5.3x10³⁰년) 또는 1,100,000,000,000,000,000,000,000,000,000년(1.1x10³¹년) 후에 오버플로우된다.

7. 달력에 관한 예측

8. 인공물

9. 원자력

폐기물 격리 파일럿 플랜트는 여러 언어(국제 연합의 공식 언어 6개 언어와 나바호어) 및 그림을 통해 방문자의 접근을 경고하도록 설계된 "영구 마커" 시스템이 1만 2천 년까지 보호받을 계획이다. (인간 간섭 테스크 포스가 미국의 향후 핵 기호학에 대한 계획의 이론적 기초를 제공하고 있다.)

미국 환경보호국의 기준에 따르면, 유카 산 방사성 폐기물 처리장은 1만 2천 년까지 연간 선량한도 15mrem 이하를 유지해야 한다.

현재 세계 에너지 소비량에 기초하여 계산 가능한 매장량으로 운영하는 핵분열 기반의 증식로의 추정 공급 수명은 3만 2천 년이다.

현재 세계 에너지 소비량에 기초하여 가능한 바다의 모든 우라늄 매장량으로 운영하는 경수로의 추정 공급 수명은 6만 2천 년이다.

우라늄에서 분열된 핵폐기물의 주요 장기간 핵분열 원소 중 하나인 테크네튬 99의 반감기는 21만 3천 년이다.

미국 환경보호국의 기준에 따르면, 유카 산 방폐장은 100만 년까지 연간 한계 선량 100mrem 이하를 유지해야 한다.

우라늄에서 분열한 핵폐기물 중 장기간 핵분열 원소에서 반감기가 제일 긴 아이오딘 129의 반감기는 1570만 년이다.