这是BBC于2011年制作的一部纪录片,从天地宿命、星辰疑云、坠落和信史四个角度为切入点,探讨“Why are we here? Where do we come from?”的问题。
和纪录片的顺序保持一致,这一篇先探讨天地宿命 - Destiny。
1. 时间箭头
—— 为什么是从过去到未来?或者说过去与未来为什么截然不同?
几个例子:
1.1 长基罗(秘鲁 - 西北海岸),2500年前,有一个我们知之甚少的文明建造了“十三塔”,它就像是地平线上的刻度,用来标记太阳的移动。时至今日,误差也不会超过2天。
1.2 莫雷诺冰川(阿根廷 - 巴塔哥尼亚),宽3公里,深70米,已经存在了一万年。但冰川并非不动,而是时刻在不可逆转地缓慢下移:冰掉进湖里,而不是从湖里起来组成冰川。宏观方向上是朝着一个时间方向在发展,但微观世界却能逆向发展。
1.3 赛文河口(英国 - 南威尔士),这里有世界罕见的潮水落差,正是这些摩擦延缓了地球的转动,让每一天变长约70微秒。也就是说,恐龙时代的一天比现在短15分钟左右;由此可见,以后的人类可能不知道曾经一天是24个小时。
与此同时,月球也在变化:月球牵引海水,引起潮汐涨落,海水重力变化影响地球引力,进而影响月球轨道。结果便是:月球以每年4cm的距离远离地球。所以恐龙看到的月亮比我们今天看到的更大、更美。
由此,我们可以得出结论:事物并非永恒不变。今天看到的事物昨天未必如此,以后也不一定是今天的模样。宇宙也是这样,并不是无休止地循环,而是不可逆转地迈向未来。
2. 时间箭头的结果
斯威夫特望远镜的任务,是寻找宇宙中最古老的星体。它于2009年4月23日,在狮子座发现了宇宙大爆炸的余晖,相当于1亿亿个太阳的亮度,释放的高能量光束便是伽马射线。
这些光芒在130亿年之后被地球人观察到,这些光芒也是恒星时代开始的标志。但有开始,便会有结束。这便是时间箭头,但是为什么是这样的呢?
可以从卡曼斯科找到答案。1934年之前,这里是钻石之城,人潮涌动,热闹非凡。但是当钻石资源枯竭以后,人们离去,大自然接管了这里 —— 曾经的百万富翁的家园变成了断壁残垣,被沙土掩埋 —— 这便是熵:世间万物终会从有序变为无序。
比如我们的太阳,虽然目前正值盛年,但是它也有死去的一天。太阳以每秒450万吨的速度在损失质量,当能量全部耗尽时,它会成为一颗红巨星,这个状态会持续几十万年,届时,地球上的生命也会随之消失殆尽,只剩下烧焦的岩石。再之后,太阳会成为白矮星。
不只是太阳,所有的恒星都会像太阳一样死去。
比如半人马座的比邻星,它是除太阳之外离地球最近的恒星 —— 距地球4.2光年(比海王星远一万倍),它的质量只有太阳的十万分之一,亮度只有太阳的一万八千分之一,所以我们的肉眼看不见。它现在是一颗红矮星,接下来成为白矮星、黑矮星。
约100万亿年以后,白矮星将是宇宙中仅有的星体,当然,这只是宇宙的一部分。最终,这些构成物都会消失,变成放射物进入宇宙,不留下任何痕迹。到那时,宇宙中只有光粒子和黑洞,最后的最后,黑洞也会消失,意味着时间箭头也彻底消失。在那种状态下,过去,现在和未来将不会有任何区别。
虽然时间箭头指向一个荒凉的未来,生命存在的时间跟宇宙比起来也只是一瞬间,但从单细胞生物进化成复杂的人类,复杂到可以理解生命的真谛,思考人类在宇宙中的位置,大致了解了宇宙的演化过程,这非常了不起,就如同漫长黑暗中的瞬间光亮。
小知识:
1. 宇宙的年龄:137亿年。太阳的年龄约46亿年,还有50亿年的寿命。
2. 太阳系绕银河系中心公转,周期为一银河年,约2亿2600万个地球年。
3. 北极星离地球430光年,离我们最近的星系是仙女座,为250万光年。
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