如何生存到宇宙终结：未来人类度劫指南

SUNSONG

如何生存到宇宙终结：未来人类度劫指南

有人 2012-06-08 18:05:25
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。
作者: Andrew Grant
编译: 有人

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，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。


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 -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。”



（编译自 discovermagazine.com ）




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PS.对一些疑问的解答：

关于世界人口曾经只剩下2000多人，是 一个研究结果 ，是根据人类基因差异性推算出来的，并不是一个确切的结论。

“大冷寂”（Big Chill）对应的不是“热寂”（heat death），而是“大冷冻”（Big Freeze，又翻译成大冻结、大寒冷），它是大冷冻的另一个不太正式的称呼。大冷冻指的是宇宙膨胀到不能维持生命热量的程度。热寂可以看作是宇宙的最低能量态。这是 大冷冻的维基百科 。

asdfghjklzxc

看后我觉得房价，社保什么的都是浮云。

sdyzs

看后觉得人类没用了。

jumon727

看后思维也有些不够用了

vilden

看后思维也有些不够用了.

wzl1188

看后思维有些不够用了.