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        用文字丈量宇宙

        2017-12-11 15:54:33昕山子
        初中生世界·七年級 2017年11期
        關(guān)鍵詞:比鄰星銀河系星系

        昕山子

        如果你很喜歡科幻作品的話,那么你會發(fā)現(xiàn),無論里面包含多少神奇的世界或不同尋常的科學概念,大多數(shù)宇宙題材的科幻作品(或者叫做“太空歌劇”),其故事核心都與人類(或類似人類的生物)有關(guān)。畢竟,這是我們所關(guān)心的,也是最容易理解的。而在實踐中,這意味著大多數(shù)科幻作品都發(fā)生在與人類相關(guān)的地方,比如在一顆行星上或一艘宇宙飛船中??苹米骷业恼嬲魬?zhàn),是如何把故事與人類的情感以及人類所熟悉的時空觀結(jié)合好,同時還能描述出宇宙本身最為重要的屬性——巨大。

        宇宙太大了

        宇宙的大,總是令人難以置信的。我們說,可觀測宇宙范圍有數(shù)百億光年,但作為人類,要想真正理解這個尺度的唯一方法,就是將問題分解成一系列的步驟,從我們可以理解的尺度開始。

        一個從迪拜到舊金山的直達航班全程1.3萬千米,這差不多等于地球的直徑。太陽大得多,它的直徑大約是地球的100倍。地球和太陽之間的距離大約是太陽直徑的100倍,接近1.5億千米。如果把太陽比作一只籃球并位于籃球場的一端,那地球就像一粒沙子,并位于籃球場的另一端圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。其中,地球到太陽的平均距離,還是一個長度單位,叫做天文單位。例如,于1977年升空的旅行者1號探測器現(xiàn)在離太陽大約有137個天文單位。

        但是其他的恒星都更加遙遠。最近的恒星則是比鄰星,離太陽大約有27萬個天文單位,或4.25光年。你可以在太陽和比鄰星之間并排填滿3000萬個太陽。如果太陽如你眼前的一分錢硬幣那么大,比鄰星則會處在560千米以外。著名科幻小說《銀河系漫游指南》中,沃貢人在比鄰星那里公示了一個拆遷通知:因修建星際快速通道,準備拆遷擋道的地球。但在公示的50年里,人類都沒能力抵達比鄰星去看那個通知。沃貢人以為地球人同意了,于是,地球毫無預(yù)兆被強拆,人類文明也就毀滅掉了……這段搞笑的故事其實就是在說,4光年的距離仍是難以置信的長。

        但事實上,4光年其實就是銀河系內(nèi)恒星之間的平均距離。而擁有1000億至4000億顆恒星的銀河系,其直徑大約有10萬光年。如果仍把太陽縮小為一枚一分錢的硬幣,那么銀河系的直徑大約有1200萬千米,比地月距離的30倍還要長。

        不過,在過去的20多年里,真正令人激動的天文學發(fā)現(xiàn)之一是銀河系中大多數(shù)的類似太陽的恒星都有行星相伴,其中一些類似地球的行星氣溫適宜,表面上可能會有液態(tài)水。然而,抵達這些行星卻是另外一回事了。如果旅行者1號是飛向比鄰星那里的話,那么也許需要7.5萬年才能抵達那里。

        而在一個世紀前,天文學家才發(fā)現(xiàn)深空中所謂“螺旋星云”其實并不是銀河系中的星云,而是與銀河系一樣的離我們很遠的星系。現(xiàn)在,我們知道仙女座星系是離我們最近的大星系,距離我們約為250萬光年。目前檢測到的最遙遠的星系是GN-z11星系,離我們有134億光年,位于大熊座方向。宇宙大爆炸發(fā)生在138億年前,意味著大爆炸以后4億年該星系就存在了。

        科幻作家常常使用各種技巧來跨越這些星際距離。比如,把乘客冷凍起來,使他們在漫長航行中處于休眠狀態(tài);或者,直接讓飛船以接近光的速度來行駛。此外,更加未來化的科學概念,比如曲率引擎或蟲洞,也常常用來當作穿越星際的手段。然而,宇宙還有著更為宏大的東西。

        挑戰(zhàn)難以置信的大

        20世紀20年代,天文學家發(fā)現(xiàn)了宇宙在膨脹。而在20年前,天文學家還發(fā)現(xiàn)宇宙在某個未知因素作用下在加速膨脹,我們把這個未知因素稱之為暗能量。暗能量作用于宇宙的整體,那么如何把類似這樣的宏大概念很好地融進科幻作品中?

        故事并沒有就此止步。因為宇宙在膨脹,一些區(qū)域中的星系發(fā)出的光可能始終來不及抵達我們。這些區(qū)域處在可觀測宇宙之外,那里會有什么特別之處嗎?此外,一些理論認為,宇宙大爆炸產(chǎn)生不止一個宇宙,我們的宇宙可能只是眾多(也可能是無限多的)宇宙的一員。而這個“多元宇宙”的廣闊,可能完全超出了我們的理解。

        美國天文學家奈爾·德葛拉司·泰森曾說:“宇宙沒有義務(wù)對你講得通。”同樣,宇宙也沒有義務(wù)為科幻作家講故事提供方便。宇宙中絕大多數(shù)是真空,而星系之間、恒星之間的距離也是不可思議地遠,遠遠超越了人類熟悉的尺度。捕捉宇宙的真正規(guī)模,并以某種方式把它與人類的故事結(jié)合起來,對任何科幻作家都是一項艱巨的挑戰(zhàn)。英國作家奧拉夫·斯塔普爾頓就接受了這個挑戰(zhàn)。在他所寫的小說《造星者》中,恒星、星云以及整個宇宙都是有意識的,這種跨越星際的智慧生命,能從天文學的角度來考慮所有的事物……

        相對于浩瀚的宇宙來說,人類實在是太渺小了,微不足道。但難能可貴的是,我們的大腦仍然可以在某種程度上理解宇宙究竟有多么大。如果你想寫一部“太空歌劇”,可以去挑戰(zhàn)一下,不妨試著去描繪出宇宙的難以置信的大。

        (摘自2017年07期《大科技·科學之謎》)endprint

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