人类要如何生存到宇宙终结.doc

未来人类度劫指南 - 人类要如何生存到宇宙终结人类历经劫难演化至今天，掌握了改变命运的力量。然而这个力量在未来的宇宙大灾变面前显得微不足道。我们要生存到宇宙终结之日，会遇到哪些劫难？要如何度过？这篇硬核的文章将向你展现媲美任何硬科幻的宏大剧本人类进化之 路，已经历了数百万年，若是算上生命进化的时间，则有三十五亿年了，其间所经历的劫难不可计数。比较著名的大劫难就有，新元古代雪球事件（8亿5.5亿 年前），二叠纪末大灭绝事件（约2.52亿年前），白垩纪-第三纪灭绝事件（约6500万年前），始新世极热事件（约4000万年前）。在人类进化史上， 则有7万年前，全球人类只剩2000人的巨大灾难。生命和人类的进化，是一部波澜壮阔的史诗，读之使人感叹。但是，与即将到来的宇宙劫难相比，这只能算是一部伟大的太空歌剧上演前的序曲。美国加州大学圣克鲁兹分校的天文学家格雷戈劳克林，密歇根大学的一位物理学教授弗雷德亚当斯，他们是研究宇宙灾变的专家。下面，让我们跟随这些宇宙预言家们，一同欣赏这部规模宏大到无法想像的太空歌剧吧。看到那些巨大的尺度头晕吗？这就是宇宙。有一天我们已远离地球，生存仍是一场赛跑。插图作者：Chris Gall第一幕 飞离地球斯塔克曼和其他未来学家指出，有一个无可避免的灾难在等着我们：太阳衰亡。在 10亿年内，太阳的能量释放水平将比现在提高10%，这会导致地球不可避免地变暖。海洋会沸腾，大气层中的水气会完全散失到太空中，气温将猛增371， 这会把我们的地球变成金星一样的地狱在金星上，厚厚的硫酸云层和二氧化碳阻止了向外的热量辐射。细菌还可以在地表下残存的液态水中暂时幸存，但人类的 历史就此终结了。虽然如此，如果人类能够在这之前开发火星，移居火星，这样的灾难性结局也许可以避免。现在，让我们进一步思 考，人类成功地移居火星以后会发生什么？根据劳克林的计算，当地球因太阳膨胀而不适于生存后，我们可以在火星上再过上45亿年相对舒适的生活，直到太阳膨 胀逼近火星，我们不得不再次迁移。到时太阳将变成一颗红巨星，体积是现在的250倍，亮度是现在的2700倍。它将气化水星，金星和地球，并把火星变成熔 岩地狱。泰坦泰坦，这是卡西尼探测器传回的合成图像，可以供人类定居60亿年，到那时太阳比今天更大更明亮。这颗土星最大的卫星，也可以提供浓密的大气层等必需的生存条件。那 么，下一步我们去哪儿呢？火星上的人们可以坐飞船迁居到木星的卫星欧罗巴上，科学家相信那里的冰层下隐藏着巨大的海洋。此时有一颗更加明亮的太阳作热源， 欧罗巴将会变成了一个生机盎然的海洋星球。当欧罗巴也过热不适于生存时，土星的卫星泰坦，将成为人类新的避难所，那里也将拥有浓密的大气层和丰富的有机 物。但是太阳最终将吞没这些边远的定居点以及太阳系中的一切。即便是极度严寒的冥王星，也将热得无法定居。最后，太阳将变成一颗白矮星：一个炽热的，由碳 和氧组织的密度极大的天体，体积比现在的地球还小。在整个剧本中，人类在太阳系内的迁移只是微不足道的一小步，就像是为了避开潮水，把海滩边的小屋向内陆 移动了几英寸而已。第二幕 飞向半人马座半人马座阿尔法星半人马座阿尔法星是一个三星系统，其中有一颗红矮星，比邻星。红矮星的寿命长达几万亿年，因此它们是当我们离开太阳系后理想的长期定居地。面 对太阳灭亡的局面，劳克林相信延续人类生存的唯一道路，就是发展可以承载大量人口的恒星际飞船，使用核聚变或反物质湮灭技术推进，将人类迅速转移到其他恒 星系的行星上去。（面对恒星间遥远的距离，现在的化学火箭太慢了，乘坐它们抵达最近的恒星也要10万年之久。）目前，天文学家已经观察到了超过600个围 绕其他恒星运转的行星，其中一些与地球大小相仿，相信在我们的银河系中还有数十亿个这样的行星存在。出于长远考虑，劳克林建议在一颗围绕更 加稳定的恒星运转的行星上建立定居点。比如半人马座比邻星，这是离我们最近的恒星离地球只有4.2光年。它是一颗红矮星，比我们现在的太阳小很多，也 更加稳定，寿命也更长。算上在火星上生存的时间，生命已经持续了100亿年，而一颗红矮星可以就可以支持生命再生存4万亿年，是之前生命存在时间的400 倍之久。红矮星也是银河系中最普遍的恒星类型，因此即使不去比邻星，我们也还有大量的居住地可供选择。如果人类能够成功地移民到围绕比邻星或其他红矮星运转的行星上，我们就可以享受万亿年无忧无虑的生活。第三幕 建造盒中恒星人类从此过上幸福的生活，直到红矮星死亡为止。当比邻星死亡了，人类可以迁移到其他红矮星上，但是这一策略并不能永远有效。恒星需要燃料，大如宇宙者也需要，但总量只有这么多。新形成的恒星正在不断消耗着宇宙中的氢元素。大约100万亿年后，宇宙将陷入完全的黑暗。然 后怎么办？没有光和热，人类如何生存下去？劳克林说，答案就在宇宙的秘密燃料储备中：褐矮星，由氢元素组成，比普通的行星要大，却又不足以像普通恒星那样 发生聚变反应，发光发热。如果褐矮星偶然互相碰撞，融合到一起，就会引发聚变反应，诞生一颗新的可以支持生命的恒星。劳克林说：“在很长一段时间里，银河 系中将长期维持存在10到15颗恒星，每一颗都可以持续万亿年。褐矮星之间的碰撞可以持续1000亿亿年。”我们依靠褐矮星维持生存的时间将比依靠红矮星 的时间长1000倍。但是我们无需依赖机率渺茫的褐矮星碰撞事件。格伦斯塔克曼，西储大学的物理学家，认为无光时代也挺不错的，而且他提出了一个应对方案。他说，到了无法自然产生新的恒星的时候，我们可以自己造一个。斯塔克曼寄希望于将来的人们可以开发死亡恒星的残骸，从中获取能量。中 子星，巨型恒星塌缩后的遗迹，是提供能量的最佳选择。它们是宇宙中密度最大的物体之一，质量数倍于太阳，而体积却压缩到半径只有10到20公里。中子星的 能量辐射是太阳的100万倍。按照目前世界上的用电情况，它在一秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能，就够我们地球用上几十亿年。至于如何控制利用这些能 量，那就是另一个问题了。蟹状星云蟹状星云是几千年前一颗巨星爆发后的遗迹。中心的白点是一颗中子星，质量与太阳相当，直径却只有12英里。在遥远的未来，当明亮的恒星熄灭殆尽，人类或许能够开发中子星的能量。第四幕 宇宙的终结当物理学家分析100万亿年以后的宇宙时，他们看到了更加可怕的潜在威胁，这威胁超过了太阳膨胀，甚至超过了所有恒星的死亡。这就是就暗能量。科学家还不知道暗能量的真实面目，但是他们知道它发挥的作用非常可憎，它会使宇宙不断膨胀，加速膨胀。乍一看，这是件好事，但是暗能量有一个极其严重的负面作用：它会使星系间的距离越来越大。一 些像斯塔克曼一样的物理学家相信，当未来的人类正在半人马座比邻星附近享受1000亿年的美好生活的时候，暗能量将扩张出极其巨大的空间把银河系和其他星 系完全分隔开，在它们之间制造出无法逾越的鸿沟。面对这样巨大的距离，在星系间旅行的尝试都会像慢跑一样毫无意义。即使未来的人类得到了像科幻电影星际 迷航中那样的恒星际飞船，以光速飞奔前进，他们也无法到达河外星系的目的地。这一现象的最终结局，就是物理学家所说的大冷寂，这将是一场资源灾难。河中心的X射线图片这幅银河中心的X射线图片，捕捉到人马座A源黑洞吸收明亮星云中心的气体的影像。黑洞可能将是宇宙中的最后的天体，所以可能要依赖于驾驭黑洞的巨大能量以延续生命。这是一个凄凉的结局，但还不算最凄凉的，达特默斯大学的物理学家罗伯特考德威尔说。另一种情况为大撕裂。某些理论指出暗能量可能只是刚刚开始发动，如果是这样的话，在200亿年内我们在红矮星周围的生活才刚刚开始暗能量就要开始毁灭大量小型天体。银 河中的恒星将被抛离，行星也将从恒星边被拖走。在那无法想像的半个小时内，暗能量将汹涌澎湃地撕裂一切，哪怕是宇宙中最细微的结构。一层一层地，人类居住 的星球被拆解，首先是大气层，然后是地壳，一直分解到地核，这是一场奇幻般的大爆炸。在最后的10到19秒，暗能量将把物质分解成离散的原子，最后它会从 根本上粉碎时空结构，这就是宇宙的正式结局。唯一的安慰是，生命将在瞬间结束，没有痛苦。关于暗能量，科学家知道得太少了，根本无法断定宇 宙的命运是大冷寂，大撕裂，抑或太平无事。考德威尔和其他宇宙学家正在研究遥远的超新星，以便测算宇宙的膨涨速率，并探索随着时间推移暗能量的演变趋势。 “我们正好处在大冷寂和大撕裂之间的分界线上，”考德威尔说，“二者皆有可能。”第五幕 最后的逃离即使在最乐观的预言 中，暗能量也会最终以大冷寂的结局来吞没我们赖以生存的资源，但这是距我们现在1000亿亿年以后的事了，我们有足够的时间来实施最极端的生存策略：逃离 这个宇宙，抢在宇宙热寂、破裂、崩溃、坍缩或者化为乌有之前（没错，这些剧情都是物理学家深思熟虑的结果）。现在，许多宇宙学家相信，在我 们的视线之外还有别的宇宙根据弦论，一种接近