從生存到宇宙終結(jié)隨筆小記
人類進(jìn)化之路，已經(jīng)歷了數(shù)百萬年，若是算上生命進(jìn)化的時(shí)間，則有三十五億年了，其間所經(jīng)歷的劫難不可計(jì)數(shù)。比較著名的大劫難就有，新元古代雪球事件（8億—5.5億年前），二疊紀(jì)末大滅絕事件（約2.52億年前），白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件（約6500萬年前），始新世極熱事件（約4000萬年前）。在人類進(jìn)化史上，則有7萬年前，全球人類只剩2000人的巨大災(zāi)難。生命和人類的進(jìn)化，是一部波瀾壯闊的史詩，讀之使人感嘆。但是，與即將到來的宇宙劫難相比，這只能算是一部偉大的太空歌劇上演前的序曲。
下面，讓我們跟隨宇宙預(yù)言家們，一同欣賞規(guī)模宏大到無法想像的太空歌劇吧。
飛離地球
未來學(xué)家指出，有一個(gè)無可避免的災(zāi)難在等著我們：太陽衰亡。
在10億年內(nèi)，太陽的能量釋放水平將比現(xiàn)在提高10%，這會(huì)導(dǎo)致地球不可避免地變暖。海洋會(huì)沸騰，大氣層中的水氣會(huì)完全散失到太空中，氣溫將猛增371℃，這會(huì)把我們的地球變成金星一樣的地獄——在金星上，厚厚的硫酸云層和二氧化碳阻止了向外的熱量輻射。細(xì)菌還可以在地表下殘存的液態(tài)水中暫時(shí)幸存，但人類的歷史就此終結(jié)了。雖然如此，如果人類能夠在這之前開發(fā)火星，移居火星，這樣的災(zāi)難性結(jié)局也許可以避免。
現(xiàn)在，讓我們進(jìn)一步思考，人類成功地移居火星以后會(huì)發(fā)生什么？當(dāng)?shù)厍蛞蛱柵蛎浂贿m于生存后，我們可以在火星上再過上45億年相對(duì)舒適的生活，直到太陽膨脹逼近火星，我們不得不再次遷移。到時(shí)太陽將變成一顆紅巨星，體積是現(xiàn)在的250倍，亮度是現(xiàn)在的2700倍。它將氣化水星，金星和地球，并把火星變成熔巖地獄。
那么，下一步我們?nèi)ツ膬耗兀炕鹦巧系娜藗兛梢宰w船遷居到木星的衛(wèi)星歐羅巴上，科學(xué)家相信那里的冰層下隱藏著巨大的海洋。此時(shí)有一顆更加明亮的太陽作熱源，歐羅巴將會(huì)變成了一個(gè)生機(jī)盎然的海洋星球。當(dāng)歐羅巴也過熱不適于生存時(shí)，土星的衛(wèi)星泰坦，將成為人類新的避難所，那里也將擁有濃密的大氣層和豐富的有機(jī)物。但是太陽最終將吞沒這些邊遠(yuǎn)的定居點(diǎn)以及太陽系中的一切。即便是極度嚴(yán)寒的冥王星，也將熱得無法定居。最后，太陽將變成一顆白矮星：一個(gè)熾熱的，由碳和氧組織的密度極大的天體，體積比現(xiàn)在的地球還小。在整個(gè)劇本中，人類在太陽系內(nèi)的遷移只是微不足道的一小步，就像是為了避開潮水，把海灘邊的小屋向內(nèi)陸移動(dòng)了幾英寸而已。
飛向半人馬座
半人馬座阿爾法星是一個(gè)三星系統(tǒng)，其中有一顆紅矮星，比鄰星。紅矮星的壽命長達(dá)幾萬億年，因此它們是當(dāng)我們離開太陽系后理想的長期定居地。面對(duì)太陽滅亡的局面，延續(xù)人類生存的唯一道路，就是發(fā)展可以承載大量人口的恒星際飛船，使用核聚變或反物質(zhì)湮滅技術(shù)推進(jìn)，將人類迅速轉(zhuǎn)移到其他恒星系的行星上去。（面對(duì)恒星間遙遠(yuǎn)的距離，現(xiàn)在的化學(xué)火箭太慢了，乘坐它們抵達(dá)最近的恒星也要10萬年之久。）目前，天文學(xué)家已經(jīng)觀察到了超過600個(gè)圍繞其他恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星，其中一些與地球大小相仿，相信在我們的銀河系中還有數(shù)十億個(gè)這樣的行星存在。出于長遠(yuǎn)考慮，勞克林建議在一顆圍繞更加穩(wěn)定的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星上建立定居點(diǎn)。比如半人馬座比鄰星，這是離我們最近的恒星——離地球只有4.2光年。它是一顆紅矮星，比我們現(xiàn)在的`太陽小很多，也更加穩(wěn)定，壽命也更長。算上在火星上生存的時(shí)間，生命已經(jīng)持續(xù)了100億年，而一顆紅矮星可以就可以支持生命再生存4萬億年，是之前生命存在時(shí)間的400倍之久。紅矮星也是銀河系中最普遍的恒星類型，因此即使不去比鄰星，我們也還有大量的居住地可供選擇。如果人類能夠成功地移民到圍繞比鄰星或其他紅矮星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星上，我們就可以享受萬億年無憂無慮的生活。
建造盒中恒星
人類從此過上幸福的生活，直到紅矮星死亡為止。當(dāng)比鄰星死亡了，人類可以遷移到其他紅矮星上，但是這一策略并不能永遠(yuǎn)有效。恒星需要燃料，大如宇宙者也需要，但總量只有這么多。新形成的恒星正在不斷消耗著宇宙中的氫元素。大約100萬億年后，宇宙將陷入完全的黑暗。然后怎么辦？沒有光和熱，人類如何生存下去？答案就在宇宙的秘密燃料儲(chǔ)備中：褐矮星，由氫元素組成，比普通的行星要大，卻又不足以像普通恒星那樣發(fā)生聚變反應(yīng)，發(fā)光發(fā)熱。如果褐矮星偶然互相碰撞，融合到一起，就會(huì)引發(fā)聚變反應(yīng)，誕生一顆新的可以支持生命的恒星。勞克林說：“在很長一段時(shí)間里，銀河系中將長期維持存在10到15顆恒星，每一顆都可以持續(xù)萬億年。褐矮星之間的碰撞可以持續(xù)1000億億年。”我們依靠褐矮星維持生存的時(shí)間將比依靠紅矮星的時(shí)間長1000倍。
但是我們無需依賴機(jī)率渺茫的褐矮星碰撞事件。物理學(xué)家認(rèn)為無光時(shí)代也挺不錯(cuò)的，而且他提出了一個(gè)應(yīng)對(duì)方案。他說，到了無法自然產(chǎn)生新的恒星的時(shí)候，我們可以自己造一個(gè)。斯塔克曼寄希望于將來的人們可以開發(fā)死亡恒星的殘骸，從中獲取能量。中子星，巨型恒星塌縮后的遺跡，是提供能量的最佳選擇。它們是宇宙中密度最大的物體之一，質(zhì)量數(shù)倍于太陽，而體積卻壓縮到半徑只有10到20公里。中子星的能量輻射是太陽的100萬倍。按照目前世界上的用電情況，它在一秒鐘內(nèi)輻射的總能量若全部轉(zhuǎn)化為電能，就夠我們地球用上幾十億年。至于如何控制利用這些能量，那就是另一個(gè)問題了。蟹狀星云是幾千年前一顆巨星爆發(fā)后的遺跡。中心的白點(diǎn)是一顆中子星，質(zhì)量與太陽相當(dāng)，直徑卻只有12英里。在遙遠(yuǎn)的未來，當(dāng)明亮的恒星熄滅殆盡，人類或許能夠開發(fā)中子星的能量。
宇宙的終結(jié)
當(dāng)物理學(xué)家分析100萬億年以后的宇宙時(shí)，他們看到了更加可怕的潛在威脅，這威脅超過了太陽膨脹，甚至超過了所有恒星的死亡。這就是暗能量。科學(xué)家還不知道暗能量的真實(shí)面目，但是他們知道它發(fā)揮的作用非常可憎，它會(huì)使宇宙不斷膨脹，加速膨脹。乍一看，這是件好事，但是暗能量有一個(gè)極其嚴(yán)重的負(fù)面作用：它會(huì)使星系間的距離越來越大。一些物理學(xué)家相信，當(dāng)未來的人類正在半人馬座比鄰星附近享受1000億年的美好生活的時(shí)候，暗能量將擴(kuò)張出極其巨大的空間把銀河系和其他星系完全分隔開，在它們之間制造出無法逾越的鴻溝。面對(duì)這樣巨大的距離，在星系間旅行的嘗試都會(huì)像慢跑一樣毫無意義。即使未來的人類得到了像科幻電影《星際迷航》中那樣的恒星際飛船，以光速飛奔前進(jìn)，他們也無法到達(dá)河外星系的目的地。這一現(xiàn)象的最終結(jié)局，就是物理學(xué)家所說的大冷寂，這將是一場資源災(zāi)難。
這是一個(gè)凄涼的結(jié)局，但還不算最凄涼的，達(dá)特默斯大學(xué)的物理學(xué)家羅伯特?考德威爾說。另一種情況為大撕裂。某些理論指出暗能量可能只是剛剛開始發(fā)動(dòng)，如果是這樣的話，在200億年內(nèi)——我們?cè)诩t矮星周圍的生活才剛剛開始——暗能量就要開始?xì)绱罅啃⌒吞祗w。銀河中的恒星將被拋離，行星也將從恒星邊被拖走。在那無法想像的半個(gè)小時(shí)內(nèi)，暗能量將洶涌澎湃地撕裂一切，哪怕是宇宙中最細(xì)微的結(jié)構(gòu)。一層一層地，人類居住的星球被拆解，首先是大氣層，然后是地殼，一直分解到地核，這是一場奇幻般的大爆炸。在最后的10-19秒，暗能量將把物質(zhì)分解成離散的原子，最后它會(huì)從根本上粉碎時(shí)空結(jié)構(gòu)，這就是宇宙的正式結(jié)局。唯一的安慰是，生命將在瞬間結(jié)束，沒有痛苦。
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