河北张颌 河北张颌
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如何生存到宇宙终结:未来人类度劫指南 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。 1992年,现在的加州大学圣克鲁兹分校的天文学家格雷戈·劳克林,刚刚从大学毕业,他和我们的刘电工一样,也喜欢摆弄些小软件,这大概是当时高智商人士的一种普遍爱好吧。刘电工当年在电脑上计算宇宙文明之间的关系,而劳克林则在电脑上模拟恒星的形成。当时的电脑性能和现在是没法比的,所以他不能在电脑边上干等着计算结果,自己出去吃午饭去了,等吃完饭回来,发现电脑中的宇宙已经到达了1亿年后的世界。那个电脑中的宇宙是个什么样子,我们已无从知晓,不过借用刘电工的一句话,其诡异程度是很难用凭空想像出来的。这个简陋电脑上计算出的宇宙未来,是否符合实际,不得而知,但是劳克林中受到了启发,就像苹果启发了牛顿一样,他从此迷上了建立物理模型推演宇宙未来,一路走到了今天。他说“我的眼界豁然开朗,宇宙万物不断演变,而且将随着时间发展继续演变,与之相比,现在的宇宙历史相形见绌。” 后来,他与弗雷德·亚当斯合作,这是密歇根大学的一位物理学教授,开始认真地研究宇宙的诞生和演化问题。在他们的业余时间,这两位研究者合著了一篇57页的论文发表在《现代物理评论》杂志上,论文的题目是《死亡中的宇宙:天体的演化和长期的趋势》(A dying universe: the long-term fate and evolutionof astrophysical objects),这篇论文详细描绘了一系列未来的宇宙末日景象:太阳之死,恒星末日,以及宇宙整体命运的各种可能情况。根据他们的研究,宇宙的寿命将长达10^200年,现在的宇宙不过才150亿年,简直就是一个初生的婴儿。 这篇论文在大众媒体中激起了很大的反响,甚至登上了纽约时报的头版。很快,劳克林和亚当斯发现他们成了巡回演讲的红人,与具有相同兴趣的同好们讨论一些重大的话题,诸如永恒的物理学和在难以想像的宇宙灾变中生存下去的策略(有一种关于未来的假说,认为宇宙时空结构将会在瞬间土崩瓦解,所有的物质将在30分钟内彻底灭亡。)克利夫兰市西储大学的理论物理学家格伦·斯塔克曼,也写过这方面的论文,例如《生与死,在一个不断膨胀的宇宙中》,他说:“没有人把思考宇宙的命运当作自己的终身使命,有很多比这个更急迫的问题,但是对宇宙命运的思考充满了乐趣。” 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,如果你被里面的数字弄晕了,不要怨我,原文如此,我也在晕。 第一幕 飞离地球 现在,冰期和陨石撞击之类的灾难已经不能阻止人类了,我们的祖先就已经战胜了冰期生存了下来,而现在,我们已经有能力防御小行星或慧星的撞击了。但是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:太阳衰变。 像太阳这样稳定的恒星,它的发光原理是氢原子核聚变,在这一过程中产生氦原子核和能量。但是恒星终将老去,氦元素不断在核心处累积,将激烈的氢原子核聚变反应向外推移。结果,恒星体积不断增大,而且向宇宙中释放出越来越多的热量。今天的太阳与46亿年前它刚刚诞生时相比,亮度已经增加了40%。根据英国苏克塞斯大学的天文学家罗伯特·科农·史密斯和墨西哥瓜纳华托大学的天文学家克劳斯·皮特·施罗德于2008年建立的模型,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700华氏度,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。
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