一位名叫马特·卡普兰的博士提出了一个颇为有趣的问题:如果外星人身处距离地球6500万光年之外的某个角落,他们能否透过望远镜看到活着的恐龙?
为了寻找答案,他不得不深入探讨光速、黑洞与望远镜等一系列话题。
从理论上讲,答案是肯定的。6500万年前离开地球的光,如今正抵达距地球6500万光年远的地方。因此,只要外星人知道该把望远镜对准哪个方向,他们在理论上就能看见恐龙。
光的传播需要时间,因此观看任何物体,本质上都是在回望过去。物体距离越远,看到的画面就越是久远的历史。
举例来说,如果眼睛距离屏幕大约两英尺,那么看到的画面其实是约两纳秒前的样子。这一延迟对人而言几乎等同于瞬间,甚至比人类的反应速度还要快得多,所以光速延迟不会干扰日常生活。
可是,若把目光投向月球,那里的光是大约一秒钟前离开月表的,这已足以让当年阿波罗宇航员的通话出现明显的停顿。
至于太阳,其光线抵达地球需要将近八分钟。因此,倘若太阳出于某种不可思议的原因突然消失,地球上的任何人都要在八分钟之后才能察觉。
这也引出了一个更耐人寻味的联想:晴朗夜晚仰望繁星时,眼中的这片夜空,与千年之前李白、苏轼所见的星空是否一样?宇宙实在太大,而光速即便再快,也终究是有限的。
所以再次从理论上说,几百万年前离开地球的光,如今正处在几百万光年之外的空间中,而在这束光里,恰好封存着恐龙的身影。由于恐龙灭绝距今约6500万年,因此能够看到恐龙的最近的外星人,必须身处距离地球6500万光年之外,并且知道该往哪个方向观测。
然而在实际操作层面,这远比听起来困难,因为地球本身很小,而6500万光年是一段极为遥远的距离。
作为对比,夜空中肉眼可见的绝大多数恒星,都在距地球约一千光年的范围之内;整个银河系的直径大约是十万光年;距离我们最近的仙女座星系约为250万光年。
朱诺号的时速可达26.5万公里,从人类日常经验来看,这个速度已经堪称惊人。然而放到宇宙的尺度里,它连撬动"光年"这个单位的资格都算不上——就是这样的对比,才让人真切意识到6500万光年究竟是何等遥远。
因此,若这些外星人真想看见地球上的恐龙,就必须先解决一个基础问题:如何把这样遥远距离上散落的光子重新聚拢起来。想象光子是一颗颗从四面八方射出的小球。
在地球上,一部分小球会撞在一只霸王龙身上,随后弹进人的眼睛,于是大脑立刻反应过来:"那是霸王龙,我要没命了。"距离霸王龙越远,能进入眼睛的球就越少,看清它也就越困难。
另一些球则会在撞上霸王龙后弹向天空,进入宇宙深处远行。望远镜正是通过透镜和反射镜,把大面积散布的这些"太空球"重新聚焦到一个小小的接收器上,从而让人们相当于拥有一只巨大的眼睛。而想看得越远,眼睛就必须越大。
根据人类已知的人造透镜分辨率极限,物理学家可以计算出:这样一片透镜的口径需要超过3600万英里,大约相当于地球到太阳距离的三分之一。这枚透镜差不多能填满水星轨道的一半,然而它给外星人呈现的地球,也只不过是一个像素点而已。
如果这已经足够令人绝望,那么真正的问题是:外星人想看到的并不是地球本身,而是地球上的恐龙。
若想把一只恐龙分辨出来,哪怕只是呈现为一个小小的斑点,望远镜的透镜口径就必须大得多,需要达到4.4光年——这台望远镜可以从太阳一直延伸到最近的恒星系统半人马座阿尔法星附近。
其实,人类无需坐下来争论外星人到底能不能造出如此巨大的望远镜,因为爱因斯坦的相对论已经给出了答案。
广义相对论告诉人们,物质会使时空发生弯曲,质量越大,时空的弯曲就越剧烈。如果把足够多的质量集中在同一个位置,时空的弯曲将变得极其极端,物质将不可避免地向自身坍缩,最终形成黑洞。
事实上,仅需一颗直径约为28光分的玻璃球,其内部所集中的质量便足以使其坍缩成一个黑洞。这意味着,那台假想中横跨4.4光年的望远镜透镜,根本不可能真正存在于宇宙之中。
透镜还没造好,就已经先塌陷成了一个吞噬一切光线的深渊——宇宙用最冷酷的方式,宣告了这个念头彻底破产。
因此,从理论上讲,恐龙的影像确实还漂浮在浩瀚的宇宙里;然而遗憾的是,任何外星人恐怕都无缘一睹它们的真容。
那束承载着白垩纪画面的光线,会继续在真空中疾驰,穿越一个又一个星系,却再也不会被任何眼睛真正解读。
恒星与地球之间的距离往往动辄数十、数百光年,而一千年在这样的尺度里,几乎可以忽略不计。因此不管过去了几百年还是几千年,古人抬头所见的那片星空,与今人所见的模样几乎没有分别。
真正的差别不在于星空本身,而在于人们是否意识到:那些看似同时闪烁的光点,其实来自完全不同的时代。
从这个意义上讲,人类每一次仰望夜空,都是在同时凝视千百个不同的过去。
近处的行星是几分钟前的样子,附近的恒星是几十年前的样子,遥远的星系则是几百万甚至上亿年前的模样。
宇宙就像一册被光速反复错位翻动的相册,把不同年代的画面同时摊开在同一片天幕之上,让每一双仰望它的眼睛,看到的都是一场跨越亿万年的巨大幻象。
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