一年前的今天,宇宙之王霍金去世,诚如我们大多数人所想:霍金作为一个心系地球与人类未来的物理学家,他此番离开地球,是摆脱了轮椅的束缚,回到了浩瀚宇宙。他曾说:“因为我们是人类,向往飞翔是我们的天性。”想象一下,此时的霍金或许就正在无限太空中肆意漫游、冒险。
我的目标很简单,就是把宇宙整个明白:它为何如此,它如何存在。
——斯蒂芬·霍金
/把宇宙整个明白
著名摄影师帕拉图·安东尼奥(PlatonAntoniou)曾经在采访中问霍金:“您能不能给我一个词,谈谈您想对这个世界说什么?”当时,霍金用尽全身力气,在屏幕上打出了他对这个世界想说的话:“wow。”
如今,虽然霍金离开我们整整一年了,但是宇宙中留下了他的思想。让我们穿越光年的距离,去见证那些璀璨耀眼的大小星云、星团和星系散发出谜一般的美丽光芒,感受“wow”般令人惊叹的魅力。
牡丹星云/《地球与太空》
牡丹星云恒星是银河系中第二亮的恒星,在临近银河系中心,距地球约光年,位于中心位置的粉红色小斑点实际的亮度相当于万颗太阳,辐射出的光线和万颗太阳相当。
天线星系/《地球与太空》
这张绚丽多彩的天线星系图片是根据钱德拉X射线天文台在年、哈勃太空望远镜在年7月和年2月以及斯皮策太空望远镜在年12月收集到的信息合成的。
小麦哲伦星云/《地球与太空》
小麦哲伦星云发射出的光芒极其耀眼,只要我们站在赤道位置,就能清楚地看到它的身影。在地理大发现时期,海上航行的人们会依靠小麦哲伦星云指引方向。
以上图片出自《地球与太空》,带领我们跟随霍金的思想,走过几十亿光年,来到太空深处,对它们说:“嗨!我们从遥远的地球来,只为了赴你一面之约。”
/宇宙为何如此
宇宙是何时并如何起始的?我们在理解科学之前,很自然相信上帝创造了宇宙。而有赖于新科技的发展和新的思考方式,人类观察宇宙的方式不断地演进着,观察遥远时空中的恒星与星系的能力也越来越强。
/《太空全书》
我们现在所知的宇宙图景诞生于20世纪初兴建于洛杉矶城外威尔逊山顶上的一台望远镜。20世纪20年代,埃德温·哈勃在这架新设备上的工作期间提出,宇宙中的物质被组织成银河系这样的星系,更重要的是,他发现其他的星系正在远离我们——整个宇宙在膨胀。
宇宙膨胀示意图/《太空全书》
基于这样的事实,我们不难想象,如果将宇宙这部“影片”按下“快退”键,整个宇宙会最终被挤压成一个单一的、热得难以置信的、致密的点。
而在宇宙的早期,则是一个如同太阳一般的等离子体。电子和质子相互独立地穿梭往来,如果一个电子刚好结合一个质子形成原子,那么接下来的碰撞还将再次将其剥离。
早期宇宙想象图,宇宙不到十亿岁时,原初氢元素通过一轮快速的恒星形成过程变成了第一批恒星和星系,超新星在星空中此起彼伏。/《太空全书》
/宇宙如何存在
根据现行的宇宙学模型,暗能量构成了宇宙能量的大部分。暗物质的质量和能量构成了宇宙第二大的组成成分,而普通物质包括小部分其他成分如中微子和光子等,仅仅占剩下的6%。尽管暗能量的密度非常低,但它的力量却支配了整个宇宙,因为它在空间中广泛地分布着。
下图中,上半部分展示了五颗超新星的图像,下半部分则展示了它们的宿主星系在超新星爆发前或者爆发后的图像。超新星可以被用来测量宇宙膨胀的速率以及暗能量如何影响这一速率。
/《地球与太空Ⅱ》
一个流行的说法是暗能量代表着创造时空的成本。如果这样的话,当宇宙膨胀、空间增加时,暗能量的总量也会增加。如果暗能量的总量随时间增加,那么加速的速率也会增加,直到一切——行星、原子、核——在“大撕裂”中被撕裂开。这将是宇宙的一个壮观的结局(但很可能不是)。
如果暗能量的总量是固定的,那么膨胀将会在暗能量与引力再次平衡的一点——“大收缩”停止。这将把我们带到开始选择的境地——宇宙是开放、闭合还是平坦的,而大多数证据指向最后一个选项。
平坦宇宙,闭合宇宙,开放宇宙/《太空全书》
在传统意义上,天文学家是这样区分的:没有足够质量阻止宇宙膨胀的情况——所谓的“开放宇宙”;还有一种膨胀最终被阻止并逆转的情况——“闭合宇宙”;而介于这两种宇宙之间的情况,膨胀在无限的时间里减慢到停止,被称作“平坦宇宙”。
这样的理论看上去有点无聊?大开脑洞才是霍金的最爱!量子平行宇宙就是霍金的一大贡献。按照霍金的理论,我们的宇宙是无数的平行宇宙之一,每个宇宙都通过虫洞与其他宇宙连结。
/《太空全书》
上图展示了虫洞如何把地球(图片上部中心)和离我们较近的恒星——半人马座α——连在一起的,这使得星际航行比传统的光速要快很多。这个模型还表明,穿过黑洞可以进行时间旅行。
当然,宇宙的浩瀚超乎我们的想象,如果你想知道更多有关宇宙的事,那么《太空全书》是个不错的选择。
那未来呢?
在一次关于探索太空、塑造人类未来的演讲中,霍金曾表示,星际航行是一个长期的目标……移民到太空、探索人类在其他星球上生活的可能,才能改变人类的未来。
这到底是危言耸听还是善意提醒,现在还不能给出明确的结论。但是,在还能仰望星空的时候,还是多看看这无边的美景吧:
/《地球与太空Ⅱ》
这些来自亿万光年的星光会提醒我们人类的渺小和稍纵即逝的美好时光。也许未来某一天,我们可以从某点进入黑洞到达另一个时空中与霍金见面,再次和他说一声:你好!
以上内容根据《太空全书》《地球与太空》《地球与太空Ⅱ》等整理而成。
“时光依旧经典不朽致敬伟人”
——霍金著作满减促销
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