用文字丈量宇宙

昕山子

如果你很喜歡科幻作品的話，那么你會發(fā)現(xiàn)，無論里面包含多少神奇的世界或不同尋常的科學(xué)概念，大多數(shù)宇宙題材的科幻作品（或者叫做“太空歌劇”），其故事核心都與人類（或類似人類的生物）有關(guān)。畢竟，這是我們所關(guān)心的，也是最容易理解的。而在實踐中，這意味著大多數(shù)科幻作品都發(fā)生在與人類相關(guān)的地方，比如在一顆行星上或一艘宇宙飛船中?？苹米骷业恼嬲魬?zhàn)，是如何把故事與人類的情感以及人類所熟悉的時空觀結(jié)合好，同時還能描述出宇宙本身最為重要的屬性——巨大。

宇宙太大了

宇宙的大，總是令人難以置信的。我們說，可觀測宇宙范圍有數(shù)百億光年，但作為人類，要想真正理解這個尺度的唯一方法，就是將問題分解成一系列的步驟，從我們可以理解的尺度開始。

一個從迪拜到舊金山的直達(dá)航班全程1.3萬千米，這差不多等于地球的直徑。太陽大得多，它的直徑大約是地球的100倍。地球和太陽之間的距離大約是太陽直徑的100倍，接近1.5億千米。如果把太陽比作一只籃球并位于籃球場的一端，那地球就像一粒沙子，并位于籃球場的另一端圍繞太陽旋轉(zhuǎn)。其中，地球到太陽的平均距離，還是一個長度單位，叫做天文單位。例如，于1977年升空的旅行者1號探測器現(xiàn)在離太陽大約有137個天文單位。

但是其他的恒星都更加遙遠(yuǎn)。最近的恒星則是比鄰星，離太陽大約有27萬個天文單位，或4.25光年。你可以在太陽和比鄰星之間并排填滿3000萬個太陽。如果太陽如你眼前的一分錢硬幣那么大，比鄰星則會處在560千米以外。著名科幻小說《銀河系漫游指南》中，沃貢人在比鄰星那里公示了一個拆遷通知：因修建星際快速通道，準(zhǔn)備拆遷擋道的地球。但在公示的50年里，人類都沒能力抵達(dá)比鄰星去看那個通知。沃貢人以為地球人同意了，于是，地球毫無預(yù)兆被強(qiáng)拆，人類文明也就毀滅掉了……這段搞笑的故事其實就是在說，4光年的距離仍是難以置信的長。

但事實上，4光年其實就是銀河系內(nèi)恒星之間的平均距離。而擁有1000億至4000億顆恒星的銀河系，其直徑大約有10萬光年。如果仍把太陽縮小為一枚一分錢的硬幣，那么銀河系的直徑大約有1200萬千米，比地月距離的30倍還要長。

不過，在過去的20多年里，真正令人激動的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)之一是銀河系中大多數(shù)的類似太陽的恒星都有行星相伴，其中一些類似地球的行星氣溫適宜，表面上可能會有液態(tài)水。然而，抵達(dá)這些行星卻是另外一回事了。如果旅行者1號是飛向比鄰星那里的話，那么也許需要7.5萬年才能抵達(dá)那里。

而在一個世紀(jì)前，天文學(xué)家才發(fā)現(xiàn)深空中所謂“螺旋星云”其實并不是銀河系中的星云，而是與銀河系一樣的離我們很遠(yuǎn)的星系。現(xiàn)在，我們知道仙女座星系是離我們最近的大星系，距離我們約為250萬光年。目前檢測到的最遙遠(yuǎn)的星系是GN-z11星系，離我們有134億光年，位于大熊座方向。宇宙大爆炸發(fā)生在138億年前，意味著大爆炸以后4億年該星系就存在了。

科幻作家常常使用各種技巧來跨越這些星際距離。比如，把乘客冷凍起來，使他們在漫長航行中處于休眠狀態(tài)；或者，直接讓飛船以接近光的速度來行駛。此外，更加未來化的科學(xué)概念，比如曲率引擎或蟲洞，也常常用來當(dāng)作穿越星際的手段。然而，宇宙還有著更為宏大的東西。

挑戰(zhàn)難以置信的大

20世紀(jì)20年代，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙在膨脹。而在20年前，天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)宇宙在某個未知因素作用下在加速膨脹，我們把這個未知因素稱之為暗能量。暗能量作用于宇宙的整體，那么如何把類似這樣的宏大概念很好地融進(jìn)科幻作品中？

故事并沒有就此止步。因為宇宙在膨脹，一些區(qū)域中的星系發(fā)出的光可能始終來不及抵達(dá)我們。這些區(qū)域處在可觀測宇宙之外，那里會有什么特別之處嗎？此外，一些理論認(rèn)為，宇宙大爆炸產(chǎn)生不止一個宇宙，我們的宇宙可能只是眾多（也可能是無限多的）宇宙的一員。而這個“多元宇宙”的廣闊，可能完全超出了我們的理解。

美國天文學(xué)家奈爾·德葛拉司·泰森曾說：“宇宙沒有義務(wù)對你講得通?！蓖瑯?，宇宙也沒有義務(wù)為科幻作家講故事提供方便。宇宙中絕大多數(shù)是真空，而星系之間、恒星之間的距離也是不可思議地遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類熟悉的尺度。捕捉宇宙的真正規(guī)模，并以某種方式把它與人類的故事結(jié)合起來，對任何科幻作家都是一項艱巨的挑戰(zhàn)。英國作家奧拉夫·斯塔普爾頓就接受了這個挑戰(zhàn)。在他所寫的小說《造星者》中，恒星、星云以及整個宇宙都是有意識的，這種跨越星際的智慧生命，能從天文學(xué)的角度來考慮所有的事物……

相對于浩瀚的宇宙來說，人類實在是太渺小了，微不足道。但難能可貴的是，我們的大腦仍然可以在某種程度上理解宇宙究竟有多么大。如果你想寫一部“太空歌劇”，可以去挑戰(zhàn)一下，不妨試著去描繪出宇宙的難以置信的大。

（摘自2017年07期《大科技·科學(xué)之謎》）endprint