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未来人类度劫指南 - 人类要如何生存到宇宙终结

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六月

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……

猜想如何生存到宇宙终结

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。

猜想如何生存到宇宙终结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。

猜想如何生存到宇宙终结泰坦

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

猜想如何生存到宇宙终结半人马座阿尔法星

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。

猜想如何生存到宇宙终结蟹状星云

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

猜想如何生存到宇宙终结河中心的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,一种接近于大统一理论的物理学说,有多达10-500个宇宙。2011年8月,希腊和德国物理学家运用弦论方程,推导出通过虫洞连接我们的宇宙和其他宇宙是可能的。现在,我们有10-500个可供选择的宇宙,至少有一个适于我们生存。

通过虫洞到达其他宇宙的想法,显然在科学预言和2012神话之间划了一条微妙的界线,尽管二者看起来一样虚幻。还是听听斯塔克曼的建议吧,他说:“现在,我们真的要开始思考了。”

关于本文
各种回音
  1. 说: 回复他/她

    竟然没人?

    • 说:

      大家不觉得有问题吗?

      ...有一个无可避免的灾难在等着我们:太阳衰亡。
      ........
      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。

      火星不是太阳系的,还是太阳衰亡只对地球有影响?

    • 说:

      明显你没看明白,太阳衰亡前,会膨胀,所以离太阳近的地球就太热,不适合生存了。反而远一点的火星,可以让我们继续生活一段时间。等太阳再大一些,我们就要去土星啥的卫星上去生存。

  2. 说: 回复他/她

    怎么又是这种特别长的文章呢,看不下去啊

  3. 说: 回复他/她

    关评论了?怎么刚刚没发上去呢?

  4. 说: 回复他/她

    直接飞到宇宙外面去算了

  5. 说: 回复他/她

    未来永远是未知的,我是没法活那么久的。

  6. 说: 回复他/她

    確實。。。相信在不斷的宇宙遷移途中,”人“這種生物是會繼續變化的。(可能不一定是進化)。。。宇宙在未來可能真的只是一個框框而已,有第二宇宙的生物與我們相遇。。。

  7. 说: 回复他/她

    在天*朝好好活着就不错了,别想太久。那是不可能的。留给别人想象吧。

  8. 说: 回复他/她

    太远了

  9. 说: 回复他/她

    人类在进化成电波了吧

    • 说:

      也不是没可能,如果脑电波能脱离人体的话

  10. 说: 回复他/她

    人类经不起折腾,扔几颗核弹就可以玩玩,还能活到1万年以后??

  11. 说: 回复他/她

    别说1亿年…一万年之后都不知道人类这个物种存不存在了….假如那时候人类存在, 很可能已经找到了另外一颗 适合居住的星球了…
    未来的100年我们都不知道会发生怎样的变化…何况一万年, 10亿年…

  12. 说: 回复他/她

    看到最后我笑了…
    人类经过 地球上最后的10亿年
    火星上的45亿年 还有 泰坦星上的60亿年 红矮星 上的4万亿年… 星球环境的变化 , 那时候的人类已经不能成为 人类了吧…
    其他的宇宙? 这是平行世界? 还是 世界线?
    虫洞通向另外的宇宙? 现在的我们根本不可能知道…
    我说花这么多时间在寻找和移民到另外一个星球上 还不如多花一些时间在我们这个生存的星球上
    因为我们根本不知道人类能否存在到移民去另外一个星球的那一刻

  13. 说: 回复他/她

    活到宇宙终结!

  14. 说: 回复他/她

    在天朝,子子孙孙生活上万年的话,每天吃各种不同的化学元素,估计到时候我们的子孙都不是碳机生物了。

  15. 说: 回复他/她

    你看过(三体)的话就知道,几百年就可以改变一切 了

  16. 说: 回复他/她

    灾难过去之后依旧是灾难,只要人的欲望不满足,灾难一直都在

  17. 说: 回复他/她

    没到行星和星系灭亡,人类就已经灭亡了

  18. 说: 回复他/她

    三体里没事还能睡睡,一晃就几十年的过去了,我要可劲的活到能随便睡睡的时候,再睡睡说不定返老还童的技术也有了。

  19. 说: 回复他/她

    看过报道,说人类可能永远也走不出太阳系,说是现在的空间航行技术难题,可能会在很久也解决不了,先要解决燃料问题,再解决光速限制问题,还有乘客问题,实际上,不实现空间的跳跃,只靠飞,怎么都很慢,至于空间跳跃,太科幻了,暂时没有可行的科学假说。三体只是科幻小说而已,记得好多科幻电影都说20XX年,地球如何高科技,实际上,根本都是乐观估计了。可以说,这几十年来,航天技术,没有突破性的发展,未来几十年内也不可能,能将就上个火星就不错了

  20. 说: 回复他/她

    从现在起,地球人停止所有的战争,不分人种不分国家统一为一个地球人,选个球主就行了,并和谐得像今天的天朝一样把地球上所有的资源,所有的人才集中用于星际移民探索,在外星人到来之前,在太阳挂掉之前,在宇宙终结之前,将人类这种生物散布繁衍到所有宇宙的每寸空间里去

  21. 说: 回复他/她

    当我们想着怎样移民出去之前,外星智慧群体也在想办法移民到太阳系。宇宙的可用物质总量是有限的,而宇宙中智慧文明的需求是无限的,大家想想会发生什么?

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