人類是一個不安分的物種,從走出非洲大草原的那一刻起,我們就把“探索”刻進了基因里,在科幻小說和電影里,我們的未來更是宏大無比:曲速引擎啟動,人類艦隊穿梭于各個星系之間,建立銀河帝國,甚至跨越幾億光年,去征服仙女座,去探索宇宙的邊緣。
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然而,現代天文學和宇宙學卻給這個夢想潑了一盆冰冷刺骨的水,隨著我們對暗能量和宇宙膨脹率的研究越深入,一個令人窒息的結論正變得越來越清晰,人類很可能永遠無法離開銀河系。
即便我們擁有了無限的時間,即便我們開發出了接近光速的飛船,宇宙的物理法則也已經為我們的活動范圍畫死了一個圈,銀河系不是我們的家園,它是我們的終極囚籠,在這個囚籠之外,是正在以超光速逃離我們的、永不可及的黑暗深淵。
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要理解為什么我們出不去,首先要理解宇宙中的那把“尺子”:光速。
每秒 30 萬公里,在地球上,這快得不可思議,但在宇宙尺度上,這簡直是龜速,讓我們假設人類文明突飛猛進,真的制造出了能夠達到 99.9% 光速的飛船,即使有了這樣的神級飛船,我們能去哪?
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比鄰星距離4.22 光年,飛船需要飛 4 年多,考慮到加減速,可能需要 10 年,銀河系的直徑介于 10 萬到 18 萬光年之間,如果你想從銀河系的一端飛到另一端,需要 10 萬年,10 萬年前,人類還在用石頭砸堅果,10 萬年后,人類是否還存在都是未知數。
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這意味著,即便在銀河系內部旅行,對于單一的生命個體來說也是不可能完成的任務,除非我們掌握了人體冷凍技術,或者實現了意識上傳,最絕望的是,哪怕我們耗盡幾百代人的時間,終于飛到了銀河系的邊緣,我們將面臨一片絕對的死寂。
雖然銀河系并不是宇宙中唯一的孤島,但它周圍的海洋實在是太寬闊了,銀河系屬于一個叫做“本星系群”的結構。這個群里有兩個“霸主”:一個是我們的銀河系,另一個是仙女座星系,此外還有大約 50 個矮星系像衛星一樣繞著這兩個霸主轉。
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如果你想離開銀河系,去拜訪仙女座,距離是 254 萬光年,即使是以光速飛行,也需要 254 萬年,這個時間跨度,足以讓地球上的地質年代發生更迭,足以讓一個新的物種進化出智慧,也足以讓一個文明毀滅無數次。
在這種尺度的旅行中,飛船本身就是一個獨立的微型文明,他們將在飛船上出生、老去、死亡,而當他們到達仙女座時,地球上的人類可能早就不記得曾經發射過這艘飛船了,這還只是去最近的鄰居,如果你想去更遠的地方,比如室女座超星系團的中心,那需要 6000 萬光年。
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真正的絕望,來自宇宙本身的膨脹,上世紀 20 年代,埃德溫·哈勃發現,遠處的星系都在離我們而去,到了 90 年代,科學家震驚地發現,宇宙不僅在膨脹,而且在加速膨脹,這背后推手就是暗能量,它像一種充斥在真空中的斥力,不斷地把空間本身拉長。
根據哈勃定律,距離越遠的星系,遠離我們的速度就越快,在距離我們大約 140 - 150 億光年的地方,存在一個“宇宙視界”,在那之外的星系,它們發出的光,永遠、永遠追不上地球,它們相對于我們,已經是超光速退行了。
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目前可觀測宇宙中 94% 的星系,都已經跨過了那條紅線,和我們失去了因果聯系。我們只能看到它們幾十億年前發出的古老光芒,但永遠無法觸及它們的現在。
幸運的是,引力在局部范圍內還是老大,在我們的“本星系群”內部,銀河系和仙女座星系的引力紐帶非常強,強到戰勝了暗能量的斥力,所以仙女座星系并沒有離我們而去,反而在向我們沖過來,大約 40 億年后,仙女座星系將和銀河系發生一場壯烈的大碰撞。
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兩個星系會穿插、融合,最后合并成一個巨大的橢圓星系,科學家給它取了個名字叫“銀河-仙女星系”,但這也就是終點了,除了本星系群里的這幾十個小兄弟,宇宙中其他所有的星系團,都在被暗能量推得越來越遠。
隨著時間的推移,它們會一個個加速離開,直到消失在我們的視野盡頭,未來的天文學家因此會面臨一個非常恐怖的景象:哪怕他們擁有最先進的望遠鏡,他們抬頭看天時,只能看到自己所在的這個“銀河-仙女星系”,周圍是一片絕對的、永恒的黑暗。
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他們將觀測不到微波背景輻射,觀測不到其他星系,如果那時的文明沒有留下現在的歷史記錄,他們會認為:整個宇宙就只有我們這一個星系,宇宙是靜態的、孤立的,他們永遠無法知道大爆炸的存在,永遠無法知道宇宙曾經如此繁榮擁擠。
銀河系有 1000 億到 4000 億 顆恒星,即便我們掌握了 10% 光速 的飛船,從地球飛到銀河系中心的人馬座黑洞,也需要 26 萬年,在這個過程中,我們不能發生核戰爭,不能被小行星撞擊,不能因為資源枯竭而倒退,不能被人工智能毀滅。
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這需要一種極其可怕的穩定性,著名的費米悖論也側面印證了這一點,如果星際旅行是容易的,銀河系早就被填滿了。但我們看到的卻是沉默,這暗示著,要么星際旅行在物理上極難實現,要么文明在有能力離開母星系之前,都已經自我毀滅了。
讀到這里,你可能會感到一種深層的幽閉恐懼癥,我們被光速限制,被暗能量分割,被巨大的距離孤立,從物理學的角度看,人類幾乎被判了“無期徒刑”,關押在銀河系這個監獄里。
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但換個角度想,這真的是壞事嗎?
這個“監獄”足夠大,它包含約 1 萬億 顆恒星,它有數不清的行星、衛星、小行星,它有黑洞、中子星、星云等無數奇觀,即使人類永遠無法去往其他星系團,單單是探索完銀河系的每一個角落,所需要的時間和資源,也遠遠超過了人類文明目前的想象力極限。
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甚至可以說,對于任何碳基生命體而言,銀河系本身就是無限的,科學家之所以斷言我們無法離開,不是為了打擊我們的自信,而是為了讓我們認清現實:地球是搖籃,但我們不可能永遠待在搖籃里,可是銀河系這棟房子,大得足夠我們要用億萬年去探索。
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