| 《寻找光子》系列之 |
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“星系模型与宇宙图象”
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陆归土
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摘要:
星系边缘的慧心云空间温度超低,光的传递速度可能降至1米/年。以星系的光传递到太阳系需要的时间乘光速来计算星系的距离就不准确。4光年远处的星系实际距离可能只是150亿公里,不是38万亿公里,光传递需要4年时间,而人类前往可能并不需要4年。太阳系边缘的慧心云空间质量可能是太阳的一亿倍! |
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| 关键词:星系模型 宇宙图象 超光速 跨越时空 天体测距 普罗希马—半人马座 时间机器 |
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时空旅行,是广义相对论最令人神往的预言,一经揭示就广为人知,成为人类最值得期待的梦想之一。
太阳系,天文学家告诉我们,不过是庞大的银河系里成千上万星系中普通的一个,而像银河系之类的庞大星系在宇宙里又有成千上万!太阳系距离茫茫的银河系边缘约26000光年,距离更遥远的银河系中心约33000光年!!距离我们地球最近的恒星在普罗希马—半人马座,约4.2光年。按照人类传统的思想,光以30万公里/秒的速度飞行,需要4.2年的时间才能到达普罗希马—半人马座。人类以30公里/秒的速度(地球的公转速度约为11.19公里/秒)飞行,需要40000年才能到达普罗希马—半人马座。飞行速度提高10倍,达到300公里/秒(太阳的公转速度是250公里/秒),也需要4000年!
星系旅行,在人类有限的生命周期里,莫非真的是一个难以实现的梦想吗?
一、虫洞
最早发现广义相对论允许人类跨越时空旅行的人,是美国数学家库尔特·哥德尔。晚年的爱因斯坦是在美国普林斯顿高级学术研究所度过的,而哥德尔正是在此期间成为了阿尔伯特·爱因斯坦的朋友,并通晓了广义相对论。1949年,哥德尔发现广义相对论允许人类回到过去或提前进入未来,也就是可以进行时空旅行。这首次表明物理学定律也允许人类在时空里旅行,而这是此前的物理定律所不允许的。
时空旅行迅速成为科学幻想小说作家及电演、电视剧作家和导演吸引读者(观众)的一项重要内容,相关作品纷纷问世。美国影片《未来战士》系列《终结者1、2、3》和《超人》系列的影响最为深远。
好莱坞动作巨星阿诺·施瓦辛格主演的《未来战士》系列讲述的是,核爆后未来世界被电脑机械人控制,他们企图消灭人类。《终结者1》是人与机器人的交量,机械杀手T-80受命从公元2029年穿越时空回到1984年追杀未婚姑娘莎拉·康纳,因为她是2029年抵抗机器人统治世界的人类领袖约翰·康纳的母亲,杀死她可以阻止约翰·康纳的诞生,从而改变历史。在这一集里,自愿从2029年穿越时空回来保护莎拉·康纳的人是卡尔·雷斯。在共同抵抗T-80的斗争中,雷斯与莎拉相爱并结合了,孕育出约翰·康纳。《终结者2》是机器人与机器人的交量,T-1000型液体金属机器人杀手从公元2029年穿越时空回到1997年的洛杉矶,企图杀死已长大的约翰·康纳,约翰则派遣T-800型机器人回来保护童年的自己。在《终结者3》里,机器人不仅仅是想从公元2029年派出机器人杀手T-X穿越时空回到2006年追杀未来的人类领袖、22岁的约翰·康纳,而且还派出了众多的机器人,通过时间机器从公元2029年回到2006年,提前向人类发起了总攻,企图将机器人控制世界的时间提前到2006年。《未来战士》成为了科幻动作片的经典作品。影片中未出现的时间机器成了一件非常重要的道具,把机器人(或人类——卡尔·雷斯)从将来送回不同年代的过去,约翰·康纳实际上是一个特殊的生命——其父卡尔·雷斯从2029年回到1984年与其母莎拉·康纳相爱并结合。
1978年开始拍摄的影片《超人》系列改编自著名漫画,主人公超人(Superman,又名The Man of Steel),出生在距离地球遥远的克利普顿星,外星名“卡艾尔”(Kar-El)。其父乔艾尔(Jor-El) 预感到他们生活的星球将会发生大爆炸,把幼小的他独自放进太空船逃生,目的地是地球。太空船顺利降落在地球上。幼小的超人被美国堪萨斯州斯莫尔镇肯特农场里的一对夫妇收养,取名“克拉克·肯特”(Clark Kent),成人后,以记者为业。每逢身边有人遇险,佩戴黑色宽边眼镜的克拉克就跑进电话亭中迅速穿上蓝底红色S型制服,摇身一变,成为英俊潇洒的超人(眼镜自然不用戴了)。
克里斯托弗·里夫扮演的克拉克·肯特有许多超人的能力(这正是影片中的人类称之为超人的原因)。有一个情节让我在二十多年后仍然难以忘怀。由于坏人作恶,善良的人停止了呼吸,水库决堤……超人飞到距离地球表面一定高度的空间轨道,以地球自转相反的方向快速飞行,引起地球自转逆转,时光倒流,摔在地上破碎的玻璃杯自行合拢,恢复完整,从地面跳回桌面,冲出水库的水倒流回水库,坍溃的水坝重新复原,停止了呼吸的人获得重生……
电影电视中要表现这样的情景并不困难,要让观众从银幕上看到摔碎的杯子自行合拢,从地面跳回桌上,让观众看到水倒流,只要把正常拍摄的胶片倒着放映就可以了。要让这样的情形在人类的生活中真实发生,就是困难重重的事情了。
为了让梦想成为现实,有的科学家提出了时间机器的设想,尝试设计制造一种超光速运动的机器,既可以重新回到很多年以前的过去,也可以提前进入很多年以后的未来,并且可以随时回到现在。光速,按照科学家们的定义是每秒299792458米,约等于每秒30万公里。光速不变、光速是速度极限,以此假设为基础,1915年爱因斯坦建立了广义相对论。广义相对论认为光速是速度极限,不允许出现超光速的时空旅行。可是,广义相对论又预言人类可以进行时空旅行。广义相对论成立的基础假设无法阻止科学家们对时间机器的探索。这些科学家认为,既然超越光速可以实现时空旅行,那么回到过去或进入未来的问题,就成了如何超越光速的问题,299792.458公里/秒不应该是速度的极限,肯定存在某种办法让飞行器的航行速度超越299792.458公里/秒。
光速无法超越,就成了光速壁垒。相对论有一个表达式,E=MC^2,可以这样理解,一个物体要达到或超越光速,这个物体接收的能量E不能小于其质量M与光速C(=299792.458公里/秒)平方的乘积。——这显然是一个庞大的数字!利用意大利费米实验室、瑞士欧洲核子研究中心的粒子加速器,一些科学家反复进行过多次实验,把粒子加速到光速的99.99%之后,不论注入多少功率,也不能突破光速壁垒,不能让粒子的速度超过299792.458公里/秒。目前人类制造的最快的载人机器就是以火箭为动力的宇宙飞船,速度越快,用以对它加速的火箭功率就必须越大,消耗的燃料也越多。粒子加速器中的粒子不能突破光速壁垒,不管火箭有多大功率,也不可能加速到光速以上,载人机器突破光速壁垒可能永远是一个梦想。
有的科学家从广义相对论又找到另外的时空,似乎允许人类旅行到过去。其中之一是包含两根快速穿越的宇宙弦的时空。顾名思义,宇宙弦是弦状的物体,它具有长度,但是截面很微小。实际上,它们更像在巨大张力下的橡皮筋,其张力大约为1亿亿亿吨。把一根宇宙弦系到地球上,就会把地球在1/3O秒的时间里从每小时零公里加速到每小时100公里。宇宙弦初听起来像是科学幻想的产物,其实是弦理论的一种理论模型。利用弦理论来研究宇宙的科学家认为,宇宙中存在张力巨大的宇宙弦,一旦宇宙弦伸展开来,就会加速到非常高的速度,突破光速壁垒。遗憾的是,科学家们至今未能在宇宙中寻找到这根“弦”。
认为光速(299792.458公里/秒)是速度的极限,相信光速壁垒无法突破的科学家,另寻办法实现时间旅行。虫洞(wormhole)就是他们认为最有可能的途径之一。这些科学家设想,也许可以把A、B天体所在的时空卷曲起来,使得相距遥远的A和B之间有一近路。在天体A和天体B之间创造出一个虫洞,实现时空旅行。顾名思义,虫洞就是一个时空细管,它能把两个几乎平坦的相隔遥远的区域连接起来。——在影视作品里一般把虫洞称为时光隧道。
虫洞的思想并非科学幻想小说家的杜撰,而是爱因斯坦和纳珍·罗森在1935年合著的一篇论文的观点。在论文中,他们认为广义相对论允许宇宙里存在一种“桥”, 后人称“爱因斯坦——罗森桥”,现在习惯称为“虫洞”。虫洞开放时间不会足够久,让人类的宇宙飞船来得及穿越。
科学家们设想,创造或者找到一个从太阳系通往普罗希马—半人马座的虫洞。在通常的空间中地球和普罗希马—半人马座相隔38万亿公里,而通过虫洞的距离却只有几百万公里。因此,虫洞正和其他可能的超光速旅行方式一样,允许人们旅行到过去。
距离人类栖息的太阳系最近的恒星位于普罗希马—半人马座。普罗希马—半人马座位于长蛇座以南,豺狼座与船帆座之间,我国只有南方几个省份在春天的晚上才能看到。座内有两颗亮星,α星我国古代称为南门二,视星等为-0.27m,是全天第三亮星; β星古称马腹一,视星等0.61m,为全天第十一亮星。这两颗星离得很近,我国古代合称它们为“南门双星”,14世纪,明朝时郑和下西洋,曾用它们来导航。普罗希马—半人马座是全天第9大星座。
南门二即普罗希马— 半人马座α星,是一颗三合星,由三颗恒星组成: 普罗希马—半人马座α星A:与太阳拥有相同的化学构成并且拥有相同的亮度(0星等)。普罗希马—半人马座α星B:是普罗希马—半人马座α星A的一颗伴星,星等+1.33,位于距离α星13.8弧秒的位置。这两颗星互相围绕、分别以对方为中心旋转,周期为8年。 普罗希马—半人马座α星C:又名比邻星,是α星的第三颗星,从地球看来位于西南方向2度的位置,是距离太阳最近的恒星,约4.2光年(约40万亿公里),是一颗红矮星,亮度+12.4。
有的科学家相信,一个先进的文明可能使虫洞维持开放。可以把时空以其他方式卷曲,实现时空旅行。前提是,一个负曲率的时空区域,如同一个马鞍面。为了使时空卷曲成允许旅行到过去的形状,需要负能量密度的物质。我们通常见到的物质具有正能量密度,赋予时空以正曲率,如同一个球面。
广义相对论允许旅行到过去,另外一种途径就是旋转的黑洞。黑洞虽然令许多相信其存在的人恐惧,也让相信其存在的一部分人神往。神往黑洞的人相信,或许黑洞真的如同爱因斯坦、霍金等科学家认为的,是连接两个时间的桥---虫洞,是人类实现时间旅行的途径。
在《太阳系最后一个黑洞》一文,我们讨论过。所谓暗物质(暗能量)不过是其自有能量低于人类的观测极限而已,并非另一种与我们熟悉的物质(能量)不同的特殊物质(能量);黑洞不过是我们熟悉的天体彗星、卫星、行星、恒星之一,并非另一种特殊的天体。黑洞也就失去了作为人类时空旅行的虫洞的可能,暗物质(暗能量)也就无法作为形成负曲率时间区域的东西,通过时空卷曲来实现时空旅行也成为了不可能。——这多少让人有些沮丧,人类回到过去和进入未来的梦想就此破灭了。
其实,慧心理论非但没有粉碎人类时间旅行的梦想,甚至还让时间旅行的日子离我们更近了。当然慧心理论允许的时空旅行,与广义相对论揭示的时空旅行是有区别的。不通过黑洞,不走虫洞,我们还可以超光速啊!
二、超光速旅行
物体的运动速度,等于物体运动的距离除以物体运动的时间。超越光速就是比光运动得快,先于光抵达目的地;光以30万公里/秒传递,要超越光速,物体的运动速度必须大于30万公里/秒。例如,距离我们地球最近的恒星位于普罗希马—半人马座,天文学家观测计算结果是,它离我们大约4.2光年那么远,从地球发出的光大约需要4年的时间才能传递到那里。4光年折合37.8万亿公里。如果从地球发出一束光的同时,我们的宇宙飞船开始起航,光是在4年(1460天)后才抵达普罗希马—半人马座,而我们的飞船是在3年又10个月(1400天)时已经到达普罗希马—半人马座。这样的比赛结果明白无误地表明,我们的飞船速度超越了传递向普罗希马—半人马座的光的速度。简单计算结果是,这束光的传递速度为30万公里/秒,而我们飞船的飞行速度是31.2万公里/秒。
我们真的可以让飞船的速度达到31.2万公里/秒吗?我们的飞船并没有采用什么特别的技术,我们实际上也没能突破光速壁垒。但是,我们的确可以在从地球发出的光到达之前抵达普罗希马—半人马座。不过,我们在出发时,飞船的里程表从零开始计数,到达普罗希马—半人马座时,里程表读数却不是37.8万亿公里。这是光在四年时间里走的距离,也是天文学家观测计算的地球到普罗希马—半人马座的距离。里程表读数可能是150亿公里(约为37.8万亿公里的万分之四),以此读数为飞船所走的距离,除以我们从地球到普罗希马—半人马座所花的时间三年加十个月,得到飞船从地球来普罗希马—半人马座的飞行速度是125公里/秒。这到底是怎么回事呢?
龟免赛跑的故事是我们非常熟悉的,一步一步爬行的小龟最后能够赢得比赛,比兔子先到达比赛终点,重要原因之一,在比赛过程中免子躺在树荫下呼呼大睡。
是星系的边缘空间帮助了我们! 太阳系、普罗希马—半人马座星系交界的边缘空间,让经过其间的光传递速度慢了下来,有点像是庇护兔子酣睡的树荫。不同的是,兔子是自己去树荫下睡大觉,而光(能量) 在边缘空间是被迫停下来“休息”。我们在《太阳系最后一个黑洞》中讨论过,这个边缘空间不仅仅是庞大,而且温度超低。光在经过这个有限空间时,几乎停止了前进,如同兔子在树荫下酣睡,让我们的飞船赢得了时间,从而先行抵达普罗希马—半人马座。
光年,光在一年时间里走过的路程。光速,每秒299792458米。一年365天,一天24小时,一小时3600秒,一年就是31536000秒。路程等于速度乘时间,光走一年的路程就是 9454254955488000米,约等于9.45万亿公里。一光年是一个非常长的距离,天文学家就用光年作为长度单位,计量天体之间的距离。
太阳系的光,传递到普罗希马—半人马座需要4年的时间。据此认为,太阳系与普罗希马—半人马座之间距离是4光年就错了。因为,这4光年并不等于37.8万亿公里。以我们飞船速度125公里/秒计算,光从普罗希马—半人马座传递到太阳系用了4年时间,路程不是37.8万亿公里,可能是150亿公里(只是万分之四)。也就是说,光从普罗希马—半人马座传递到太阳系的平均速度不是每秒299792.458公里,而是每秒118公里!
三、天体测距
宇宙中的天体相距非常遥远,在未来一个相当漫长的时间里,许多天体人类还是难以涉足的,即便是那些人造探测器曾经拜访过的天体,如月亮、火星、木星等,它们与地球之间的距离不是用尺子直接测量的,而是理论计算的数值。天文学家是通过观测天体亮度、运行参数来推算天体相互之间距离的,由此形成了10余种观测天体距离的方法。比较常用的有:雷达遥测(radar ranging)、恒星视差法(stellar parallax)、光谱视差法(spectroscopic parallax)、哈伯定律、变星、超新星等。
例如,恒星视差法(stellar parallax),是以地球和太阳间的平均距离为底线,观测恒星在6个月间隔,相对于遥远背景恒星的视差p,计算恒星的距离d:
d (秒差距,pc) = 1/ p (视差角,秒弧)
其中1 pc 定义为造成一秒视差角的距离,等于3.26 光年。
恒星视差法的测量范围小于1,000 pc。地面观测受大气的限制,有效的观测距离约为100 pc (300 光年)。在地球大气层外的Hipparcos 卫星与哈伯望远镜,能用视差法量测更远的恒星,范围可推广到1000 pc。
测量范围最大的是哈伯定律,假若宇宙真的存在边缘,其测量范围可以远至宇宙边缘。在《黑洞之旅》里,我们介绍过,1929年,美国天文学家埃德温·哈伯(Edwin Hubble)研究发现,几乎所有星系的光线到达人类栖息的地球都是红移的,认为这些星系相对于我们所在的银河系可能都是远离的,总结出了一个计算星系距离的方法,这就是哈伯定律:星系远离径向速度与星系距离的关系。其远离的径向速度可用多普勒效应来测量星系的红位移 ,进而找出星系远离的速度。观测到星系的远离速度Vr,通过哈伯定律可以计算星系的距离d:
d= Vr /H
其中 H 为哈伯常数,等于87 km/(sec*Mpc),d以Mpc 为单位,一Mpc等于3.26百万光年。
例如, 室女星群(Vigro cluster) 的径向远离速度为 Vr =1180 km/sec, 室女星群与地球的距离为 d = Vr/H = 1180/70 = 16.8 Mpc。
然而,上述计算方法全部依赖于遥远的天体传递到太阳系的光(能量),通过天体传递至地球的光(能量)来计算天体的距离。如果光(能量)在向地球传递过程中出现非距离引起的变化,就会严重影响到天文学家对天体相互之间距离的计算值,误导人类对宇宙的认识。如前所述,普罗希马—半人马座与太阳系实际距离可能只有150亿公里,如果我们假设光速不变,以光传递时间和光传递速度(299792.458公里/秒)进行计算,普罗希马—半人马座与太阳系的距离却是37.8万亿公里,相差约2500倍!
哈伯定律,基于宇宙的所有星系对银河系而言都是退行远离,以星系的远离速度来计算星系与我们的距离。在《寻找光子》的《黑洞之旅》篇,我们详细讨论过,红移另有起因(宇宙微波背景辐射也另有起源),不足以证明遥远的星系在退行。如果我们的讨论符合客观实际,也就是说,宇宙并非处于膨胀状态,那么,以所谓的星系远离速度,通过哈伯定律计算的数值,就不是星系与我们的实际距离。
星系边缘空间正是一个影响太阳系外天体传递到太阳系的光(能量)变化的环境,而且这个空间引起光(能量)的变化是如此的巨大,以至于这种影响无论如何也不能忽略。
四、跨越时空
星系边缘空间温度超低、压力超低。根据无人宇宙飞船“旅行者2号”1989年8月对海王星卫星——海卫一的观测结果,表面温度-235℃的海卫一存在冰火山喷发,我们在《太阳系最后一个黑洞》里讨论过两种可能:海卫一所处附近有限空间宇宙背景温度范围在-550℃——-475℃;海卫一内部温度低至-735℃——-435℃。那么究竟哪种可能性更大呢?
若海卫一内部温度低至-735℃——-435℃属实。由于海卫一所在附近有限空间宇宙背景温度,是不可能低于地球附近有限空间宇宙背景温度3K(-270.15℃)的,这种可能出现的前提条件必须是,海卫一内部存在某种消耗能量的反应或机制,不断消耗从海卫一表面及宇宙背景向海卫一内部传递的能量,使得海卫一内部温度维持在-735℃——-435℃,不高于-235℃或-270.15℃。海卫一表面及宇宙背景的能量主要来源于太阳。
表面温度-235℃的海卫一,所处附近有限空间宇宙背景温度范围在可能在-550℃——-475℃,低于-273.15℃。海卫一距离太阳约30个天文单位,约4.2光时。
天文学家观测结果,普罗希马—半人马座到太阳系是4.2光年。我们假设在距离太阳约1光年处开始,有2光年的空间为太阳系与普罗希马—半人马座的星系边缘空间。此边缘空间距离太阳或者普罗希马—半人马座都超过了1光年。为了讨论的方便,我们姑且把类似的星系边缘空间称为慧心云空间。
毫无疑问,慧心云空间所在宇宙背景温度会低于海卫一附近有限空间的宇宙背景温度。我们不必作过多讨论,暂且认为也在-550℃——-475℃范围,低于-273.15℃,低于“绝对温度的十亿分之一”。这已经足以支持我们的下述讨论了。
1924年印度物理学家玻色在一篇论文中,提出了一种关于原子新的观点,认为在原子尺度上不可能区分两个同类原子(如两个氧原子)的区别。阿尔伯特·爱因斯坦把玻色的观点用于原子气体,认为原子在超低温下的行为像一个超级大原子。如果物质持续冷却就会变成第五态,即所谓的玻色-爱因斯坦凝体 (Bose-Einstein condensate)。
激光冷却技术的发展,科学家们在实验室能够制造出与绝对零度相差十亿分之一度的低温环境,利用电磁操纵的磁阱技术可以无触移动金属物体。经过不断努力,1995年6月,美国科学家艾里克·A·科纳尔、卡尔·E. ·威依迈以及德国科学家沃尔夫冈·凯特纳分别在铷原子蒸汽中第一次直接观测到了玻色-爱因斯坦凝体。这三位科学家也因此获得了2001年度诺贝尔物理学奖。目前世界上己有近30个研究组在稀薄原子气中实现了物质第五态。
在《太阳系最后一个黑洞》里,我们介绍过。在美国国家航空和航天局(NASA)的赞助下,哈佛大学的物理学教授 Dr. Lene Hau 领导的研究小组(Naomi Ginsberg是成员之一),从 1990 年代中期开始进行原子冷却研究,确认原子被冷却至超低温时转变成玻色-爱因斯坦凝体 (Bose-Einstein condensate),原子在这种状态下行为与正常时完全不同,也不符合传统的物理定律。Hau 的小组在 1998 年夏天把光速降至 60 公里/小时(比正常光速低200万倍),在 2000 年夏季让光停止了运动:当光通过冷却至绝对温度十亿分之一度的雪茄形钠原子云时,就像陷入泥沼般神奇地慢下来,甚至停止前进了!实验启示我们,在“绝对温度的十亿分之一”或者更低温度的有限空间时,光(能量)会慢下来,甚至停止前进,速度几乎为零。
光(能量)的传递速度在慧心云空间,比在地球附近有限空间慢,低于每秒299792.458公里,继续以光年为单位表征空间距离,不恰当也不准确。我们仍以“公里”来说明星系边缘即慧心云空间的距离。太阳到冥王星的距离是39.5个天文单位,约59亿公里,我们假设慧心云空间自距离太阳70亿公里处开始,厚度约10亿公里。这样,从普罗希马—半人马座到慧心云空间也有70亿公里。
太阳传递向普罗希马—半人马座或者普罗希马—半人马座传递向太阳系的光(能量),在经过低于-273.15℃的慧心云空间时速度显著慢下来,甚至会停止前进。普罗希马—半人马座有光(能量)传递到太阳系为人类观测到,表明光(能量)的速度并没有为零,不过,光(能量)在慧心云空间传递速度显然非常小,如1米/小时、 1米/年,甚至更慢,都是可能的。(光以如此之低的速度传递,人类自然会认为光已经停止了。) 也就是说,阳光传递到普罗希马—半人马座或者普罗希马—半人马座的光传递到太阳系,需要4年时间,但是,光(能量)所走过的路程并不是37.8万亿公里(光以30万公里/秒的速度,走4年的距离)。
从上述思想出发,我们可以粗笔勾画一幅人类繁衍生息的太阳系及宇宙的图象。星系是由一个由慧心、星球和慧心云构成的有限空间。像太阳一样的恒星周围散布着众多的彗星、行星、卫星,慧心密布其间,环绕慧心、星球的是慧心云。按天文观测的结果,恒星及其周围的行星、卫星、彗星呈“碟”形结构,由于星球会遮挡并吸收恒星辐射的能量(光),因而与“碟”形在相同水平面方向上的慧心云密度分布,和垂直方向上的慧心云密度分布是不同的。也就是说,环绕恒星周围的密度相同的慧心云到恒星的距离是不等的。密度为M的慧心云到恒星的距离,沿“碟”平面水平方向为D,沿“碟”垂直方向为B,则B大于D。相同密度的慧心云环绕恒星构成椭圆球状,有点像是立起的去壳熟鸡蛋,蛋白是慧心云,蛋黄是慧心、星球、恒星构成的空间。
恒星是星系发出能量的主要天体。如果恒星辐射能量随着时间流逝而衰减,环绕恒星周围的密度相同的慧心云与恒星的距离逐渐缩小,星系逐渐收缩。如果恒星辐射能量随着时间流逝而增加,环绕恒星周围的密度相同的慧心云与恒星的距离逐渐增大,星系逐渐膨胀。如果恒星辐射能量随着时间流逝恒定不变,环绕恒星周围的密度相同的慧心云与恒星的距离也恒定,星系大小也恒定不变。一个星系是收缩或是膨胀,决定于星系里的恒星辐射能量是逐渐减少或是增加,影响于星系周围其它星系是膨胀或是收缩。宇宙就是由众多这样的星系构成。
以0.5KG/M^3为慧心云空间的平均密度计算(这大约是地球平均密度十一分之一,太阳平均密度的三分之一),太阳系边缘厚度10亿公里的慧心云空间质量约为1.98995×10^38KG,正好是太阳质量的一亿倍(10^8)! 过去我们认为,太阳质量是太阳系质量的99.8%。太阳周围的慧心云空间质量如此巨大,对相信宇宙中存在暗物质(反物质)、暗能量(反能量)的人而言,是一个令人沮丧的消息。
一次经过慧心云空间,光(能量)速度受到一次影响。遥远的星系与我们的太阳系之间可能隔着若干星系,遥远星系的光(能量)向地球传递,经过若干星系的慧心云空间,光(能量)传递必然多次受到慧心云空间的影响。
光(能量)需要4.2年才能传递到我们这里的普罗希马—半人马座,与地球的实际距离并没有37.8万亿公里,可能只相距150亿公里。距离地球100光年的A星系,与我们地球相距并没有945万亿公里,可能只相距0.2万亿公里。飞船以125公里/秒的平均速度,从地球前往A星系,需要50年的时间。如果我们在1995年8月出发前往A星系,在2045年8月之前,我们顺利抵达A星系。8月6 日、8月9日,回首遥望太阳系方向,即使在1980年以后出生的人,也有机会看到第二次世界大战末期,1945年8月,美国投在日本广岛、长崎的两颗原子弹爆炸的闪光!
如果在距离地球100光年的A星系发生了两个星球相撞的奇观。碰撞发生之后20年才出生在A星系的人,是不可能看到真实的星球相撞景象的。然而,如果他乘坐宇宙飞船来地球,即使他在20岁时才出发,他来到地球时年龄是70岁,也要再过10年,即在他80岁时,在A星系两星球相撞发生100年之后,星球相撞的景象有关的光(能量)信息才传递到地球,让他亲眼目睹在他出生的20年前发生在A星系的奇观!
我们可以跨越时空!
(不能像卡尔·雷斯和莎拉·康纳那样跨越时空恋爱、生儿育女,确实不够浪漫。)
20070724定稿
注:本文20070724首发于光明网 |
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