如何生存到宇宙终结?未来人类度劫指南
  • 上方文Q
  • 2012年06月09日 08:36
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第三幕 建造盒中恒星

人类从此过上幸福的生活,直到……红矮星死亡为止。当比邻星死亡了,人类可以迁移到其他红矮星上,但是这一策略并不能永远有效。恒星需要燃料,大如宇宙者也需要,但总量只有这么多。新形成的恒星正在不断消耗着宇宙中的氢元素。大约100万亿年后,它们将耗尽宇宙中的氢储备。当恒星消耗掉最后一滴燃料,一个接一个地熄灭,宇宙将陷入完全的黑暗。

然后怎么办?没有光和热,人类如何生存下去?劳克林说,答案就在宇宙的秘密燃料储备中:褐矮星,由氢元素组成,比普通的行星要大,却又不足以像普通恒星那样发生聚变反应,发光发热。

2009年,NASA发射了一颗1433磅重的卫星,搭载了一个广角红外线测量探测器,用来探测这一类矮星,到现在为止,它已经在20光年半径以内发现了100个此类星体。据此推断,银河系中存在着数十亿个褐矮星。劳克林期望人类有够利用这些褐矮星,在红矮星死亡后,继续延续文明。他说,如果褐矮星偶然互相碰撞,融合到一起,就会引发聚变反应,诞生一颗新的可以支持生命的恒星。劳克林说:“在很长一段时间里,银河系中将长期维持存在10到15颗恒星,每一颗都可以持续万亿年。褐矮星之间的碰撞可以持续1000亿亿年。”我们依靠褐矮星维持生存的时间将比依靠红矮星的时间长1000倍。

但是我们无需依赖机率渺茫的褐矮星碰撞事件。格伦·斯塔克曼,西储大学的物理学家,认为无光时代也挺不错的,而且他提出了一个应对方案。他说,到了无法自然产生新的恒星的时候,我们可以自己造一个。斯塔克曼寄希望于将来的人们可以开发死亡恒星的残骸,从中获取能量。他说:“我们可以从一个恒星到另一个恒星,慢慢地使用它们。”

中子星,巨型恒星塌缩后的遗迹,是提供能量的最佳选择。它们是宇宙中密度最大的物体之一,质量数倍于太阳,而体积却压缩到半径只有10到20公里。中子星的能量辐射是太阳的100万倍。按照目前世界上的用电情况.它在一秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能,就够我们地球用上几十亿年。所以,斯塔克曼说:“每一个都可以在极其漫长的时间里为人类文明提供能量。”至于如何控制利用这些能量,那就是另一个问题了。

如何生存到宇宙终结?未来人类度劫指南 蟹状星云是几千年前一颗巨星爆发后的遗迹。中心的白点是一颗中子星,质量与太阳相当,直径却只有12英里。在遥远的未来,当明亮的恒星熄灭殆尽,人类或许能够开发中子星的能量。

第四幕 宇宙的终结

当物理学家分析100万亿年以后的宇宙时,他们看到了更加可怕的潜在威胁,这威胁超过了太阳膨胀,甚至超过了所有恒星的死亡。斯塔克曼说,我们必须认识到一种在宇宙中无所不在的力量,它有可能终结一切,这就是就暗能量。“简单的说”,他说,“暗能量对生命非常可怕。”

科学家还不知道暗能量的真实面目,但是他们知道它发挥的作用非常可憎,它会使宇宙不断膨胀,加速膨胀。乍一看,这是件好事,一个膨胀的宇宙会创造更多的空间,而且由于宇宙的扩展,日益增长的新边疆可供生命探索和开发,但是暗能量有一个极其严重的负面作用:它会使星系间的距离越来越大

一些像斯塔克曼一样的物理学家相信,当未来的人类正在半人马座比邻星附近享受1000亿年的美好生活的时候,暗能量将扩张出极其巨大的空间把银河系和其他星系完全分隔开,在它们之间制造出无法逾越的鸿沟,所有的河外星系都将最终无法看见更无法到达。面对这样巨大的距离,在星系间旅行的尝试都会像慢跑一样毫无意义。即使未来的人类得到了像科幻电影《星际旅行》中那样的恒星际飞船,以光速飞奔前进,他们也无法到达河外星系的目的地。

这一现像的最终结局,就是物理学家所说的大冷寂,这是将是一场资源灾难。所有银河系以外的物质和能量,将根本无法得到,我们甚至再也无法看到其他星系的恒星和行星。斯塔克曼在2000年发表的论文《探究生命的最终命运》中写道:“再也没新世界可供征服,我们将真的成为宇宙中的孤岛。”在这个剧情设定中,人类将不得不最大限度地利用银河系中残留的中子星和褐矮星,但是一旦我们消耗掉了最后一点能量和物质,然后就没有然后了,人类将走向灭绝。

宇宙将永远存在下去,尽管与充满生气的往昔相比,这只是一个暗淡的影子。随着残余的物质不断衰变,或者被各大星系核心里的大黑洞所吸收,它将逐渐变得黑暗,寒冷和空旷。一旦黑洞吞食掉了所有可见的物质,在10^100年内,甚至连黑洞也将蒸发和消失。

这是一个凄凉的结局,但还不算最凄凉的,达特默斯大学的物理学家罗伯特·考德威尔说。根据他的计算,与另一种情况相比,大冷寂还算是一种美好的结局,他和他的同事,麦克·卡米科维斯基称之为大撕裂。在他2003年发表的论文《暗能量和宇宙末日》中,考德威尔探讨了在未来暗能量变得更加强大的可能性。目前,暗能量只是在极其巨大的尺度上显示其存在,比如星系团和星系团之间的巨大空间,但是考德威尔说某些理论指出暗能量可能只是刚刚开始发动。如果是这样的话,在200亿年内-我们在红矮星周围的生活才刚刚开始-暗能量就要开始毁灭大量小型天体。

银河中的恒星将被抛离,行星也将从恒星边被拖走。在那无法想像的半个小时内,暗能量将汹涌澎湃地撕裂一切,哪怕是宇宙中最细微的结构。一层一层地,人类居住的星球被拆解,首先是大气层,然后是地壳,一直分解到地核,这是一场奇幻般地大爆炸。考德威尔说:“任何存在于行星上的东西都会飞起来,漂浮起来。”在最后的10到19秒,暗能量将把物质分解成离散的原子,最后它会从根本上粉碎时空结构,这就是宇宙的正式结局。唯一的安慰是,生命将在瞬间结束,没有痛苦。

关于暗能量,科学家知道的太少了,根本无法断定宇宙的命运是大冷寂,大撕裂,抑或太平无事。考德威尔和其他宇宙学家正在研究遥远的超新星,以便测算宇宙的膨涨速率,并探索随着时间推移暗能量的演变趋势。“我们正好处在大冷寂和大撕裂之间的分界线上,”考德威尔说,“二者皆有可能。”

如何生存到宇宙终结?未来人类度劫指南 这幅银河中心的X射线图片,捕捉到人马座A源黑洞吸收明亮星云中心的气体的影像。黑洞可能将是宇宙中的最后的天体,所以可能要依赖于驾驭黑洞的巨大能量以延续生命。

第五幕  最后的逃离

即使在最乐观的预言中,暗能量也会最终以大冷寂的结局来吞没我们赖以生存的资源,但这是距我们现在1000亿亿年以后的事了,我们有足够的时间来实施最极端的生存策略:逃离这个宇宙,抢在宇宙热寂、破裂、崩溃、收缩或者化为乌有之前——没错,这些剧情都是物理学家深思熟虑的结果。

现在,许多宇宙学家相信,在我们的视线之外还有别的宇宙。根据弦论,一种接近于大统一理论的物理学说,有多达10500个宇宙。2011年8月,希腊和德国物理学家运用弦论方程,推导出通过虫洞连接我们的宇宙和其他宇宙是可能的。现在,我们有10500个可供选择的宇宙,至少有一个适于我们生存。

通过虫洞到达其他宇宙的想法,显然在科学预言和2012神话之间划了一条微妙的界线,尽管二者看起来一样虚幻。还是听听斯塔克曼的建议吧,他说:“现在,我们真在要开始思考了。”

(文/果壳网)


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