宇宙太大、太複雜、太神秘、聽說有人研究宇宙到最後接近崩潰,越研究越覺得宇宙超出人類的認知,越研究越絕望,最後放棄科學去研究上帝了,這麽浩瀚的宇宙隻能是上帝創造的,科學無解。
下麵讓我們看看宇宙的一些數據:
宇宙有多大:
用數字來描述你可能感受不到宇宙有多大,咱們就用實例來說明。你在海灘上抓一把沙,大概有1萬顆沙粒,如果我告訴你宇宙中的恒星比你手中的沙子還多,你可能會相信。但如果我告訴你宇宙中的恒星比你站立的沙灘上的所有沙子還多,你可能會覺得有點不可思議。事實是宇宙中的恒星數量比地球上所有的沙粒加起來還多,想像一下地球上的沙漠、海洋和河流中有多少顆沙。這還不包括行星和衛星,咱們的太陽係就有8顆行星和146顆衛星,如果要把天上所有的恒星、行星和衛星加起來,數量之多要把你從夢中嚇醒。
根據天文學家估計,僅我們所在的銀河係就有一千億顆恒星,最大的恒星比我們的太陽大1700倍。而在可觀測到的宇宙中,像銀河係這樣的星係有二兆(萬億)個。所有星係的恒星加起來有2000億兆顆(200 billion trillion)。注意這裏的單位是萬億,2千億個萬億是什麽概念?反正我是已經沒有概念了。
那麽宇宙的空間有多大呢?太陽係的直徑約為2光年,也就說是光都要飛兩年才能飛出太陽係,光的速度是每秒30萬公裏,每秒可繞地球七圈半。銀河係的直徑約為10萬光年,而宇宙的直徑更是驚人的930億光年。
宇宙之外是什麽我們不知道,有些人說宇宙是無限的,有些人說宇宙是有限的,還有人說宇宙之外還有無限個宇宙。更有人認為存在平行宇宙,我們每個人都同時生活在每個平行宇宙中,有多個自己,頭暈!
時間有開始和結束嗎:
1970年,英國科學家霍金和彭羅斯兩人用廣義相對論證明宇宙和時間從大爆炸開始,在黑洞中結束。兩位因此得到了諾貝爾獎提名,但由於這隻是理論,無法驗證,因而沒有獲得諾貝爾獎。
說起大爆炸理論,這也是一個讓人覺得無法理解的東西,在大爆炸以前,整個宇宙就存在於一個比原子還小的空間。大約138億年前,這個小點突然爆炸了,在億億億億億分之一秒的時間內(Planck time,10的負43次方)從一個隻有億分之一個原子的小點膨脹到幾十萬光年的星係,這怎麽可能?愛因斯坦的相對論不是說任何東西的速度都不能夠超過光速嗎?宇宙怎麽會在這麽短的時間內擴張這麽大?其擴張的速度是光速的億億億億倍,這是不是讓人崩潰?
學者們還真找到了大爆炸的證據,那就是宇宙還在膨脹。不過按照常理,宇宙膨脹的速度應該逐漸降低。但事實是宇宙膨脹正在加速。這是怎麽回事?科學家們無法解釋,就說是暗能量在推動,還說宇宙中大約70%的能量都是暗能量。但什麽是暗能量?不知道!我們隻知道宇宙在加速膨脹,除了暗能量沒有其他的解釋。科學家用暗能量來解釋宇宙的加速膨脹,又用宇宙的加速膨脹來證明按能量的存在,這是不是循環論證?
再說一下宇宙中的物質來自於何處,按照宇宙大爆炸理論,所有的物質都來自於能量。隨著宇宙冷卻,能量變成了物質和反物質粒子。粒子形成質子和中子,質子和中子結合形成原子核,原子核與電子配對形成原子。
宇宙中所有能看到的物質都是普通物質,但普通物質隻占宇宙中所有物質的5%,其餘的95%都是看不見摸不著的暗物質和暗能量。
至於反物質。就是質量和結構與普通物質相同,但電荷相反的物質。普通物質是負電子、正質子,而反物質是正電子、負質子。反物質與普通物質相碰會一起毀滅消失,產生出比原子彈還強烈千倍的爆炸。我們在自然界並沒有捕捉到反物質,不過用電子對撞機把兩個基本粒子加速到接近光速相撞,據說測到了反物質,雖然隻存在了40億分之一秒,真不知道是怎麽測出來的。
那麽在大爆炸之前的宇宙又是什麽樣子呢?有人說大爆炸之前沒有宇宙,所以也沒有時間。但大爆炸所需的能量又來自於何處?憑空生出來的嗎?學者們無法解釋,雖然有多種理論,那也全都是假設。所以有人說大爆炸證明了上帝造萬物,除了上帝還有誰能夠把整個宇宙塞進一個比原子還小的空間裏?
宇宙的未來又是怎麽樣?會是怎麽樣的一個結局?這又有好幾個理論,最有可能的結局是《大凍結》。隨著宇宙的持續膨脹,星係之間的距離越來越遠,能量越來越稀薄。最後所有能量用完,就連黑洞也蒸發消失,整個宇宙一片黑暗寒冷。由於沒有任何能量留下來,宇宙將一動不功,永遠處於黑暗和死寂不變的狀態。哇,太恐怖了。
還有一種《大擠壓》說法,宇宙的膨脹最終會逆轉,星係開始回縮,導致所有物質坍縮,擠壓到一起形成宇宙大爆炸前的那一個小點。隨後是新的大爆炸,宇宙重新開始。所以宇宙就是一個大爆炸、大收縮,再爆炸,再收縮的重複過程。
第三種是《大撕裂》說法,宇宙中的暗能量變得越來越強,撕裂星係、撕裂星球,甚至撕裂原子,把所有的物質都變成初始的粒子狀態。隻是不知道暗能量怎麽會越來越強,誰在給暗能量增加能量?
宇宙估計能存在100兆(100 trillion)年,這也是時間的終點,在那以後就沒有時間了。時間居然有開始和結束,時間開始以前不需要時間嗎?時間結束以後又怎麽計時?我們可不可以說時間結束一萬年以後新的宇宙又開始了?是不是有點繞?
人類可以星際穿越旅行嗎:
理論上可以,但現實不可能。
地球到火星的最近點大約5400萬公裏,馬斯克的火箭要飛7個月才能到達。太陽係的半徑約為1光年,1光年大約9.7兆(9.7 trillion)公裏。載人宇宙飛船如阿波羅(Apollo)的時速可達4萬公裏,要大約2.7萬年才能飛1光年的距離。太陽係都飛不出去,還談什麽星際旅行?而銀河係(下圖)的直徑為10萬光年,那要飛多少年?
當然,如果我們乘坐光速飛船,不到一年就可以飛出太陽係。但飛出銀河係仍需要幾萬年。
有人或許會說時間是相對的,按照愛因斯坦的相對論,時間會隨著速度改變,一個物體的速度越快,時間就會變得越漫,當速度達到光速時,時間就停止了。所以乘坐光速飛船旅行,不管飛多久,時間都不會變。
問題是你在光速飛船上時間不變,但地球上的時間卻仍然在變。假設NASA讓你去宇宙邊緣拍些照片送回地球,你上飛船時是30歲,飛了465億年(宇宙半徑),終於到達宇宙邊緣。你高興的說:哇,我仍然30歲。然後你照了幾張宇宙外的照片,想發送回NASA,回頭一看地球不見了,地球的壽命隻有幾十億年。
宇宙太大,乘坐光速飛船哪裏都去不了,就隻能在太陽附近轉轉。星球之間的距離動轍成千上萬光年,離我們最近的仙女座星係也有250萬光年距離。
那麽有沒有方法瞬間穿越宇宙呢?還真有一個方法,那就是通過“蟲洞”(Wormhole),又稱“愛因斯坦-羅森橋”。根據這個理論,空間是可以折疊的,就像一張紙,從一頭到另一頭距離可能很長,但如果把紙折疊起來,兩頭的距離幾乎為零,蟲洞就是連結兩張紙片的通道。
通過這種蟲洞可以進行星際穿越,甚至可以穿越到其他的宇宙去,轉眼即到。早上上班,到宇宙邊緣打個卡,照兩張自拍,晚上回家發個朋友圈。
宇宙扭曲不但是理論,還是真實的存在,黑洞附近的空間就是扭曲的,所以從理論上講這種星際穿越是可行的,隻是需要巨大的能量。
宇宙中有第二個地球和其他人類嗎:
宇宙這麽大,照理說應該還有像地球這樣的星球,應該有像人類這樣的高級生物存在。
但我們現在還沒有發現外星人,也沒有發現第二個地球,我們不斷發現類似地球的星球,但不是太熱就是太冷,或者其他原因被淘汰。找到第二個地球並不是想像的那麽容易,必須滿足己下列條件:
一,這個行星必須在恒星的宜居帶軌道上,不能離恒星太近也不能太遠,不能太冷也不能太熱。這個距離很敏感,南極距離澳大利亞不遠,但就這點距離就使南極洲的光照不足,溫度太低,人類無法生存。
二,恒星和行星的大小,運轉速度和角度都很重要。地球自轉決定一天的長度,圍繞太陽的軌跡決定一年的長度,傾斜的角度決定一年四季,這些缺一不可,完全吻合的行星還真不好找。
三,這個行星必須由冷卻的堅固岩體組成,這樣才能擋住球心的岩漿噴發,阻擋地熱,產生適當的吸引力,水份和大氣層才不會逃逸到外太空。要知道早期的地球也是一個四處冒火的紅炭,經過幾十億年才冷確下來,生物才能存活。
四,這個行星必須要有水、大氣層和保護磁場。地球上空的磁場擋住了大部分太陽輻射和太陽風,生物才不被烤死。據說火星原來也有大氣層,由於沒有強大的磁場保護,被太陽風把大氣層給吹走了,火星表麵的水也被烤幹了。
五,這個行星還必須要有一個月亮,月球的引力穩定了地球的軸傾角,這才有四季。如果沒有月球,地球的軸會來回搖擺,傾斜度亂變。
六,這個行星還必須要有其他的行星保護。就像地球,太陽係的其它行星吸走了流星,而使地球免遭密集流星撞擊,一次流星撞擊就可能毀滅地球上的生命。
把上麵這些因素疊加在一起,要找到類似地球的星球,其難度成幾何極數增長。
現在發現的最像地球的行星是開普勒-452b(Kepler-452b),此星位於恒星的宜居帶內,幾乎與地球與太陽的距離相同,軌道周期約為385天,半徑約為地球的1.5倍,也是岩石行星。由於此星與地球相似,又被稱之為“地球2.0”。然而此星的質量是地球的五倍,從恒星接收的能量和輻射比球略多,也不知道有沒有水和大氣層,因此目前尚不清楚它是否宜居。這顆行星距離太陽係約1800光年。
地球毀滅後人類怎麽辦:
地球的壽命取決於太陽的壽命,當太陽的燃料耗完,核聚變停止,重力將接管一切,剩餘的物質開始內縮,導致熱量的激增,太陽的等離子外層急劇膨脹,太陽變成一顆巨大的紅巨星,最後膨脹到地球軌道,將地鐵吞噬。
地球還能存在40億年,但大約13億年後就會變得不再適合生物生存。馬斯克要到火星上去建造人類定居點,為地球末日做準備。還有人更瘋狂的提出要給火星建造一個大氣層,並且說已經有了方法。哇!隻有想不到,沒有做不到。但這有用嗎?火星離地球這麽近,都在太陽係,當地球毀滅時,火星恐怕也將同時毀滅。要移民就去一個有前途的年輕地球,而不是沒水、沒氧、沒大氣層的火星。
當然我們現在沒有星空穿越技術,即便發現了一顆與地球一模一樣的星球,也可能在距地球50億光年的地方。那個星球可能已經不存在了,我們看見的是那個星球50億年前的狀況,光飛了50億年才到地球。就算去開普勒-452b,光速火箭也需飛1800年,一般火箭則要飛3千萬年。所以除非我們能夠製造一個太空蟲洞,就別做太空移民夢了。
或許外星人有星空穿越技術,借用宇宙中巨大的暗能量扭曲宇宙,建了個蟲洞來訪問過地球,不是有很多人說見過UFO和外星人嗎?人類可能永遠也掌握不了這項技術,沒有那個智商,就像雞鴨永遠也學不會微積分一樣。
其實這些都不重要,說不定再過幾百年人類自己就把地球給毀了,不用等到地球自然毀滅了。現在每年有成千上萬個物種滅絕;亞馬遜雨林正在快速消失,估計2100年將不複存在;海洋中的塑料垃圾堆成山,太平洋中有一片160萬平方公裏的垃圾帶,有3個法國的那麽大;石油開采也就100多年,現在已經用得差不多了,剩下的儲量隻夠用50年;南北極的冰蓋也正在迅速消失;更別說我們還生產了可以毀滅地球10次的原子武器,一次核大戰地球就完了。
人類的貪婪、自私、狹隘和短視才是地球麵臨的危機。馬斯克如果真心想拯救人類,就別搞不現實的火星移民了,有錢還是去把太平洋中的那些垃圾清理了。現在懷疑馬斯克的火星計劃是美國的國防項目,自2008年以來,他的SpaceX已得到近200億美元的政府合同,所謂的火星移民沒準就是一個大忽悠。
你如果不太了解宇宙,good!有些事最好還是別去糾結,何必杞人憂天,想多了會讓人撞牆。