人类是一个不安分的物种,从走出非洲大草原的那一刻起,我们就把“探索”刻进了基因里,在科幻小说和电影里,我们的未来更是宏大无比:曲速引擎启动,人类舰队穿梭于各个星系之间,建立银河帝国,甚至跨越几亿光年,去征服仙女座,去探索宇宙的边缘。
然而,现代天文学和宇宙学却给这个梦想泼了一盆冰冷刺骨的水,随着我们对暗能量和宇宙膨胀率的研究越深入,一个令人窒息的结论正变得越来越清晰,人类很可能永远无法离开银河系。
即便我们拥有了无限的时间,即便我们开发出了接近光速的飞船,宇宙的物理法则也已经为我们的活动范围画死了一个圈,银河系不是我们的家园,它是我们的终极囚笼,在这个囚笼之外,是正在以超光速逃离我们的、永不可及的黑暗深渊。
要理解为什么我们出不去,首先要理解宇宙中的那把“尺子”:光速。
每秒 30 万公里,在地球上,这快得不可思议,但在宇宙尺度上,这简直是龟速,让我们假设人类文明突飞猛进,真的制造出了能够达到 99.9% 光速的飞船,即使有了这样的神级飞船,我们能去哪?
比邻星距离4.22 光年,飞船需要飞 4 年多,考虑到加减速,可能需要 10 年,银河系的直径介于 10 万到 18 万光年之间,如果你想从银河系的一端飞到另一端,需要 10 万年,10 万年前,人类还在用石头砸坚果,10 万年后,人类是否还存在都是未知数。
这意味着,即便在银河系内部旅行,对于单一的生命个体来说也是不可能完成的任务,除非我们掌握了人体冷冻技术,或者实现了意识上传,最绝望的是,哪怕我们耗尽几百代人的时间,终于飞到了银河系的边缘,我们将面临一片绝对的死寂。
虽然银河系并不是宇宙中唯一的孤岛,但它周围的海洋实在是太宽阔了,银河系属于一个叫做“本星系群”的结构。这个群里有两个“霸主”:一个是我们的银河系,另一个是仙女座星系,此外还有大约 50 个矮星系像卫星一样绕着这两个霸主转。
如果你想离开银河系,去拜访仙女座,距离是 254 万光年,即使是以光速飞行,也需要 254 万年,这个时间跨度,足以让地球上的地质年代发生更迭,足以让一个新的物种进化出智慧,也足以让一个文明毁灭无数次。
在这种尺度的旅行中,飞船本身就是一个独立的微型文明,他们将在飞船上出生、老去、死亡,而当他们到达仙女座时,地球上的人类可能早就不记得曾经发射过这艘飞船了,这还只是去最近的邻居,如果你想去更远的地方,比如室女座超星系团的中心,那需要 6000 万光年。
真正的绝望,来自宇宙本身的膨胀,上世纪 20 年代,埃德温·哈勃发现,远处的星系都在离我们而去,到了 90 年代,科学家震惊地发现,宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀,这背后推手就是暗能量,它像一种充斥在真空中的斥力,不断地把空间本身拉长。
根据哈勃定律,距离越远的星系,远离我们的速度就越快,在距离我们大约 140 - 150 亿光年的地方,存在一个“宇宙视界”,在那之外的星系,它们发出的光,永远、永远追不上地球,它们相对于我们,已经是超光速退行了。
目前可观测宇宙中 94% 的星系,都已经跨过了那条红线,和我们失去了因果联系。我们只能看到它们几十亿年前发出的古老光芒,但永远无法触及它们的现在。
幸运的是,引力在局部范围内还是老大,在我们的“本星系群”内部,银河系和仙女座星系的引力纽带非常强,强到战胜了暗能量的斥力,所以仙女座星系并没有离我们而去,反而在向我们冲过来,大约 40 亿年后,仙女座星系将和银河系发生一场壮烈的大碰撞。
两个星系会穿插、融合,最后合并成一个巨大的椭圆星系,科学家给它取了个名字叫“银河-仙女星系”,但这也就是终点了,除了本星系群里的这几十个小兄弟,宇宙中其他所有的星系团,都在被暗能量推得越来越远。
随着时间的推移,它们会一个个加速离开,直到消失在我们的视野尽头,未来的天文学家因此会面临一个非常恐怖的景象:哪怕他们拥有最先进的望远镜,他们抬头看天时,只能看到自己所在的这个“银河-仙女星系”,周围是一片绝对的、永恒的黑暗。
他们将观测不到微波背景辐射,观测不到其他星系,如果那时的文明没有留下现在的历史记录,他们会认为:整个宇宙就只有我们这一个星系,宇宙是静态的、孤立的,他们永远无法知道大爆炸的存在,永远无法知道宇宙曾经如此繁荣拥挤。
银河系有 1000 亿到 4000 亿 颗恒星,即便我们掌握了 10% 光速 的飞船,从地球飞到银河系中心的人马座黑洞,也需要 26 万年,在这个过程中,我们不能发生核战争,不能被小行星撞击,不能因为资源枯竭而倒退,不能被人工智能毁灭。
这需要一种极其可怕的稳定性,著名的费米悖论也侧面印证了这一点,如果星际旅行是容易的,银河系早就被填满了。但我们看到的却是沉默,这暗示着,要么星际旅行在物理上极难实现,要么文明在有能力离开母星系之前,都已经自我毁灭了。
读到这里,你可能会感到一种深层的幽闭恐惧症,我们被光速限制,被暗能量分割,被巨大的距离孤立,从物理学的角度看,人类几乎被判了“无期徒刑”,关押在银河系这个监狱里。
但换个角度想,这真的是坏事吗?
这个“监狱”足够大,它包含约 1 万亿 颗恒星,它有数不清的行星、卫星、小行星,它有黑洞、中子星、星云等无数奇观,即使人类永远无法去往其他星系团,单单是探索完银河系的每一个角落,所需要的时间和资源,也远远超过了人类文明目前的想象力极限。
甚至可以说,对于任何碳基生命体而言,银河系本身就是无限的,科学家之所以断言我们无法离开,不是为了打击我们的自信,而是为了让我们认清现实:地球是摇篮,但我们不可能永远待在摇篮里,可是银河系这栋房子,大得足够我们要用亿万年去探索。
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