霍金究竟知道什么,与霍金一起了解宇宙

文章作者:岁月静好 | 2015-08-25
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有人说上帝对于我们每个人都是公平的,给了你美貌的同时却也相应的剥夺了你的智慧,“宇宙之王”霍金也没能例外,作为英国著名物理学家和宇宙学家却因为肌肉萎缩全身瘫痪,不能发音。

但是让你想象不到的是,一向严谨的霍金却屡次发表惊世言论,当然了这不是深海地震也不是休眠火山爆发,却恰恰比这又都具有震撼力,那么霍金到底说了什么,霍金究竟知道什么,与霍金一起了解宇宙,了解你所不知道的宇宙奥秘。

一、霍金究竟知道什么

我们都知道斯蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的杰出人物之一,他在宇宙未知深处探索并发现了伟大的霍金辐射,还证明了黑洞的面积定理。他被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家,被世人誉为“宇宙之王”。

然而近几年,一向严谨的霍金却屡次发表惊世言论:“外星生命几乎肯定存在,人类最好不要主动和它们打招呼……如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似,那对当地印第安人来说可不是什么好事。”在纪录片《外星生命》中,霍金如是说。这是霍金68岁时对宇宙外星生命问题的最新思考。原文地址:http://www.ufo-1.cn/article/201508/335.html

“地球将在200年内毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。”2010年8月6日,在接受美国共享网站智囊(Big Think)访谈时,霍金这样说道。这一惊世骇俗的预言,无疑给已经生存在2012阴影下的人们心中扔下了一枚重磅炸弹。

霍金的这些言论一出,举世哗然,学界和普通民众对此有各种解读。有些学者认为,霍金所言其实也并非新论。外星人存在、时间旅行、末日论这类信息早就铺天盖地,好莱坞也已经上演过多部大片。也有人认为霍金的言论不过是霍金式的浪漫。霍金患有肌萎缩侧索硬化症,在轮椅上坐了40年,然而在残酷的现实面前,他却谱写出浪漫的诗篇:他结婚2次,育子3人。霍金甚至还和女儿合写过一本儿童科幻小说,名为《乔治开启宇宙的秘密钥匙》。

除了这些推测外,是否还有其他原因呢,霍金在最近四年经历了三件事:2007年4月体验时长为4分钟的无重力旅行,2008年9月,适逢欧洲大型强子对撞机实验,2009年4月,他呼吸衰竭,停止呼吸长达20分钟之久,亲身经历了濒临死亡极限体验。因此推断,这些经历或许促使他改变了20年前的理论。

在科学史上,有着非科学精神的不止霍金一个,牛顿也曾预言过世界末日。1704年,在一封信函中牛顿预言,世界末日将于2060年降临。这封信函目前陈列于耶路撒冷希伯来大学的“牛顿秘密”展室,供世人观览寻思。和霍金一样,爱因斯坦对微妙的神学和科学之间的关系,从年轻到晚年也发生了一些变化。科学家有时也是一个矛盾体。

霍金一生颇富传奇色彩,一个无神论的科学家和宗教界交好,曾经被预言只能再活三年,却最终生存到现在,甚至一度有过濒死经验。我想很可能是这些传奇的经历,让霍金洞悉了某些这方便的秘密,只是天机不可泄露,不便直言而已,但是霍金却已经说的明白可能很多人也已经听得明白了。

《霍金究竟知道什么》一书中从霍金的惊世之语中找到了其本质上欲言又止的一些破绽,并沿着这些蛛丝马迹,在一个以多元宇宙为背景的终极意识平台上,从时空纠缠的矩阵深处,探索太阳系与人类的未来前程,有兴趣的的网友不妨一看。

二、与霍金一起了解宇宙 

宇宙是一个非比寻常的地方,刚开始发现宇宙是个多么神奇的世界,就是我们在过去一个世纪中发现的宇宙真相比过去全部加起来都多,我们解开了困挠着我们先祖们超过二十万年的神秘的谜,我最为兴幸的是真相总是出人意料地简洁而且令人意想不到,我们的存在还只是处于黎明的时间。

地球和围绕地球的一切都是由恒星制造出来的,由氢气组成的炽热球体,例如我们的太阳制造了组成你的眼捷毛的原子。我们发现宇宙非常古老,大约有140亿年历史,而且还将续继存在至少2倍的时间,但毫无疑问最为人惊讶的事实是,整个巨大无比的宇宙,全部的巨型星系,时间,空间以及自然的力量本身,这些都是从虚无中具现化出来的。

根据线索推出很久很久以前宇宙爆出来的事件,被称为“大爆炸(The Big Bang)”,虽然这听起来也很奇怪,但空间也是不存在的,所以就不存在所谓的外面,所有的空间就只有里面,这个早期的宇宙的确是一个非常奇怪的地方,当中还有很多我想知道的情况但这里连最基本的时间和空间的概念都不适用,这里只是一个致密的极热的能量团。

然后它爆了伴随着巨大的辐射,从比原子还小到一只橙的大小只用了不到万亿分之一秒,可以算是一瞬间,宇宙就是这样膨胀起来了,永恒地无时无刻不在伸展、变大、变冷。只用了不到100秒就变到我们太阳系的大小,直径达到万亿英里级别,在这些发生的同时,纯粹的能量开始降温而形成物质,形成以万亿为单位也数不尽的亚原子的形态,第一样东西出现了,一半的亚原子变成了物质也就是组成我们自身的东西,而另一半则变成了和物质相反的东西—反物质,当两者相遇就会湮灭为能量。

幸好的是物质要比反物质多,十亿个亚原子里面只有一个得以幸存下来,我们是走运的,因为剩下来的这部分就是我们现在宇宙的组成部分,可以说我们是由大爆炸产生的烟雾构成的。当我们的宇宙诞生十分钟后,直径就已经有数千光年,而后经过大约33万年的扩张和冷却,烟雾终于散去,我们的宇宙变得可以目视了,那就世间万物的由来。

我最想要观众思考的是,这一切的一切都是一个原子一个原子拼起来的一个巨大尺度上的天体工程,那是什么使宇宙如此运转呢,我想说这是因为重力,重力这个概念是起源自牛顿。

135亿年前宇宙充满氢气,在重力的作用下慢慢形成了大团的气体,氢气是最简单的气体,而带有特别的性质,氢气是能量的巨大源泉,纯氢气在1000万度的时候开始产生令恒星发光的能源,为宇宙提供光和热。

回到宇宙的初期这个过程在更大的规模上发生,气体被重力压缩了数万百年,直到其中心的氢元素热到可以发生融合,第一个恒星开始发光,能量开始向宇宙四面八方倾泻,自然规律和大爆炸遗物的共同作用的产物,千倍于我们太阳的大小,深蓝色的巨球,另外这个恒星很快就有了同伴,恒星在量产,相同的过程依然在我们的太阳中发生,提供我们生活所需要的能量。

大爆炸爆之后大约过去3亿年,早期的恒星开始组成星系,令人费解的各种形状和大小,我们的星系——银河系是其中一个比较老的星系,130亿年前就开始形成,它的直径大概6万亿英里,可能包含有2000亿个独立的恒星,但不能说出个精确数字,因为在地球上不能观察到全部也没时间一个个地数,虽然这些恒星都是重力创造出来的。

你可以说重力是宇宙的英雄,总之重力把毫无意义的气体变美丽而强壮的恒星,但正如所有熟知的英雄,重力也有阴暗的一面,就在银河系的正中央就是重力统治和挑衅的例子,一个黑洞,当我二十多岁的时候,我做过一些黑洞的基本计算,不过很少人和我共享这个令人着迷的结果,如今这已经是过时的课题,全世界的科学家都在研究黑洞的行为。

我们所知的黑洞本身就令人费解,但他们在星系的形成中扮演着重要的角色,也同样给出了可能是宇宙终结的影像,黑洞的形成需要一个20倍于太阳正走向终结的恒星,那样的恒星完全不像我们的太阳,因为它变得不稳定,不断地变化着走向终点,最后它用尽燃料并开始收缩,越来越小越来越热,就恒星这种质量来说在宇宙中已经没有力量可以停止这种坍塌,恒星核因为自身的重量而不断下陷,重力变得疯狂,15秒内重力将数百万英里直径的恒星,压缩到12英里大小,恒星的物质还在继续燃烧但仍在越变越小,核心的温度上升到1亿度,最终以超新星爆发的形式终结,但在最深处,在核心收缩处形成重力井,它将自己压缩成一点,一个黑洞诞生了,它周围没有东西可以摆脱它的引力,就算是光也不行。

在我研究黑洞的那段日子,最大的一个发现就是一个黑洞不可能完全是黑的,就好像早期宇宙不是完全的平均分布一样,没有东西是完美的,黑洞必须向外界辐射,越小的黑洞向外辐射越大,一个小到一座山大小的黑洞也会发光,在外层空间大部分的黑洞都比较大,最小的也有15英里的直径,四倍于太阳的质量。一些还更大,拥有上千个太阳的质量。超大质量黑洞,它们会在星系的中心存在,这种黑洞拥有四百万个太阳的质量,直径达到1100万英里,这种黑洞是各个星系包括银河系旋转的中心,维持着星系的外观。

在大爆炸80亿年后,在非常漫长而又幸运的演变之后,我们有了恒星和星系绕着巨大的黑洞旋转,然后就开始了与我们相关的演变,太阳,地球以及最终我们人类的形成。我们称之为家的太阳系距离我们星系—银河的中心约2万6千光年,大约在银河中心区三分之二的位置。

这个黄色恒星的故事从60亿年前开始于一个古代恒星的爆炸,它在爆炸时喷发出所制造的和剩余的物质的气团,以及它消亡时产生的重金属。我们通过现在在空间的类似尘埃了解这情况,他们被称为星云,十分漂亮,每个星云的组成都不相同,而我们情况则含有氮、氧、铁、硅和其它可以用来制我们世界的元素。重力开始把这些物质拉回到一起,制造星系的巨大工程就开始了。

大量的旋转的尘埃开始积累,而其中一个积累的中心,一个岩石的星球叫做地球开始成形,在重力下用星尘组成。再快进1亿年,它长成一个巨大的数十亿吨重的天体,这就是地球的诞生。

这时的地球被很多岩石、金属和其它小东西包围着,还需要另一个事件,另一个大自然的奇迹的发生,9.3亿英里之外,在巨大星云的中心,氢气团的压力和温度上升到可以使原子开始融合,一个新恒星——太阳诞生,太阳爆发出一波巨大的太阳风,一波辐射蕴含着巨大的能量,这使剩余的气体和尘埃吹离了星云,飞到了太阳系的边缘,这就是今天太阳系如此整齐有序的原因。生命是最为奇怪的现象之一,在我看来,这代表宇宙中没有不可能的事。

现在开始我们讨论生命是如何开始的,最有可能性的解释是我们出现是一个偶然,机缘巧合小分子随机地互相碰撞,最后,一种结合形式使其本身可以自我复制,就开始了缓慢的变革过程,进而产生了地球生物超凡的多样性,生命好像是理所当然会出现的,只要有适当的条件和足够的时间,我认为生命在宇宙中十分普遍。当生命在进化,同样影响着孕育他们星球,改变着地球的外貌,原始生命出现45亿年后,人类登场了。

可能有更高等的权威存在,设定了自然规律,使宇宙和我们得以存在,表面上看来生命不太可能出于偶然才出现,来想一想,地球刚好处在一个与太阳距离适中的位置,使液态的水得以存在,而太阳也刚好有足够的大小可以燃烧数十亿年以使生命得以进化,太阳系刚好拥有生命所需的元素,而这些元素只会在一个古代恒星消亡才会出现,,而这些古代恒星只有在原生气团中出现小许不均匀情况下才得以存在,而原生气团则是十亿分之一的几率存活下来的大爆炸遗留粒子,那么是否有“幕后黑手”来安排这一系列的“巧合”。

每一个这样的宇宙都有自己的大爆炸,有着不同的物理定律和不同的环境,一些不存在重力,可能就不会有生命,而另一些氢元素不能融合,那就不会有恒星,当然就不会有生命,因为某些的原因一些宇宙根本就没有产生任何东西。

就算是如此惊人的发现也只不过是物理学的皮毛,我们还可以预计到人类未来面对的挑战,最终我们可以预见到宇宙的结局,我喜欢宇宙学的其中一个原因,是它不单只告诉我们巨大的网状星系和宇宙是从何而来的,而且还有宇宙和我们的将来可能的光景,我想作为第一批认真思考未来上百年甚至上百万年的人类是非常兴奋的,也有可能是时间的终结,我看到的不单是宇宙的未来,还有我们这个物种面对的挑战。

给了我们生命的地球不可能永远都处于现在的状态,我们行星上的大陆在飘移,7500万年后大陆将会在南极合为一块,没有人知道到时候地球是否还适合居住,还可能人类活不到那个时候来证实。

这个宇宙其实很危险,只要看看我们的邻居——上百万个小地星,小行星的威胁是确实存在的,我们还给其中的一些起名字,其中一个叫做Apophis 以埃及神秘的恶魔命名,黑暗与毁灭之神,在2004年被发现 Apophis的体积有100栋摩天大楼之巨,有2千万吨重,以时速2万8千英里飞行,十倍于子弹的速度,几乎等于全世界核武释放能量的总和,我们只是粗略知道其轨道,他的轨迹还不是完全被了解,,但在2029年4月13日,这个巨大的殒石将很可能在2万3英里处与地球擦身而过,至低于人造卫星轨道,足以令我们冒身冷汗。幸运的是Apophis十分小机率会撞上我们,但对于人类来说在宇宙中,总是有大石头的,起码有数千个巨型小行星在我们周围,有的足足有10英里长,这种大小的小行星最后一次撞上地球是6500万年前,很可能恐龙就是这样绝种的,我们不知道何时下一个小行星会撞上地球,只要是足够大,就可以推平地球,那就会是生命50亿年历史的终结。

随着时间的推移,我们发现宇宙还有其它的惊喜,还有些很有威力的东西存在,它们毁灭地球,我们却束手无策。我们行星上的生命走出了我们的母星,攀到了另外一个层次,月球上的足迹可以作为下一个宇宙的故事新篇章的见证——生命向宇宙其它地方的传播。

我想我们还得更加积极探索月球之外的地方—火星,这个赤红的行星很有可能在我们的进化旅途中扮演重要的角色,甚至在宇宙发展的过程也如是,它是人类星间飞行的第二个也可能是最重要的一个落足点,首先这里很冷,这里到太阳的距离比地球远5千万英里,以致只能接收到一半的热量,而温度也异常恶劣,数分钟之内就会从80度降至零下200度,就算低温没有放到你,低重力还可以补刀。

火星只有地球一半的的体积,而且只有地球38%的重力,时间一长探索者的骨骼会变脆,肌肉会无力化,在火星待久了你会变得难以应对地球的环境,低重力同样意味着不能保持有自己的大气,这里除了一层稀薄的二氧化碳之外一无所有,也只有地球百分之一的气压,而且火星还受到太阳有害辐射的照射,不像地球,它没有磁场和臭氧层保护自己,最早的探索者必须尽可能少地曝露自己,可能他们还得躲到地下,可能有一天可以大为改变火星的环境,可能用太空反射镜组为火星提供热量和能量,用可预见到的科技可以使更多东西成为可能,我们可以用巨型玻璃和塑胶制的拱顶抵御辐射,而在里面我们有充足的空气,500年后,也就是不久的将来,我想火星会有自己的语言、货币和菜式。

我们可以肯定宇宙还会继续发展下去,就算是如此先进的科技也不能保证人类继续存在很长时间,在更远的未来太阳最终会像过往其它无数的太阳系一样走向终结,现在太阳正处于其生命周期的中间,在这个阶段太阳正渐渐变得更光更热,大约每十亿年增加6%,大概五十亿年后,太阳的温度将升到2亿度,在这情况下地球会变成一块面目全非的炽热岩石,所有的生物早已不复存在了,这是我们星球不可避免的宿命,但太阳还不会停手,当太阳的燃料即将耗尽便会开始膨胀,变成一颗红巨星,它会从一个生命的支持者变为屠杀者,大约70亿年之后太阳会膨胀200倍,直径大概2亿英里,而将近日行星逐一毁灭。

但随着宇宙继续发展下去,如果我们能坚持下去,新的机遇将会在人类面前展现, Gliese 581d ,这是在2007年发现发现的一个巨大的类地行星,七倍于地球的大小,其围绕一个较小较红的恒星运转,它刚好处于离其太阳适当的一个位置使得水可以存在于其表面,很有可能这个行星或者类似的行星,会成为人类新的家园,在无情的黑暗宇宙中重新开始新的纪元。

但就算这是一个完美的新家,我们也要面对最基本的问题,Gliese在很远很远的地方,距离地球超过20光年,120万亿英里,在地球上,也就是时速39000英里,用这样的速度可以在一小时内绕地球转1圈半,那飞船用这个速度飞到类地行星Gliese要用多久呢,结果将反映宇宙真实的尺度,就算达到11英里每秒的飞行速度,到Glises的旅途也要足足35万年。

我想象到我们的后代去往银河系中各个恒星系统时,带着他们的生物舱去探索我们未知的星系,开始的真正的意义上的生命传播。当我们在星际间穿梭时,我们可以发掘自然界更深入的秘密。

我最想知道的是我们的宇宙将会如何终结以及最终的秘密,为何宇宙将会永远存在,在137亿年的时间里,我们的宇宙还在运作,我们宇宙学家看来宇宙最早可能完结的日子是300亿年后,还有很多事情可以做,就算是我们的太阳消亡很久之后,还会有新的恒星诞生,他们中的一些还会带有行星有着组成你我的物质,可能最终我们会在一个外星的生态系统中,但那还有很长一段时间。

宇宙会不会以一个无尽的质量和能量、空间和时间的混合体姿态永恒持续下去呢?是多么极致的一个问题,完全没有办法回答,我想问题的答案又要回到问题的源头,回到大爆炸,自问一下,是什么在最初的地方引致宇宙扩张和膨胀,当我们能完全回答这个问题,完全理解大爆炸,我们就能知道宇宙的最终命运。

有一样关键的物质叫做暗能量,一种神秘的能量形态使得空间分裂,就算重力将物质拉到一起,暗能量好像也能使空间膨胀,虽然还不知道其原理。唯一肯定的是宇宙的命运将取决于暗能量的行为,如果暗能量慢慢的减弱,而重力就会接手掌管,在大约200亿年左右的时间内宇宙就会出现转折,所有东西都会被带回到他们来的地方,在奇怪的倒退式大爆炸中,空间本身会收缩,这个过程被称为大坍塌(The Big Crunch)。

最终如果这个理论是正确的话300亿年后,所有的宇宙中的物质都会被一个黑洞吞噬,整个宇宙会收缩成一点,就像是大爆炸时的一点一样,虽然这是个简洁的结局,在我看来虽然只有很小的机会但暗能量还是会一直驱动宇宙膨胀直到永远,以至所有东西会一直的向外飞散,直到整个宇宙变得又冷又暗,所有东西都会相距得很远连重力都会因此失效,我想大冷却(The Big Chill)会是最终的结局而不是大坍塌。

那会不会成为我们或者是生命的终结或者我们能否在那之前逃到另一个宇宙去,我想只有在我们完全明白为何宇宙会产生,可能当我们最终完成整个宇宙的拼图,我们会成为宇宙的主宰,不单只是我们的宇宙,也包括周围的宇宙。

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