太陽(yáng)系

“太陽(yáng)”是太陽(yáng)系中心的天體，同時(shí)也是整個(gè)太陽(yáng)系中體積最大質(zhì)量最高天體，因?yàn)檫@個(gè)原因，太陽(yáng)系中的所有天體都被太陽(yáng)的引力支配，圍繞著太陽(yáng)不斷的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)科學(xué)家的研究判斷，太陽(yáng)系大約在46億年前，在一片分子云中誕生，并且很大的概率是因?yàn)橐粋€(gè)恒星發(fā)生超新星爆發(fā)，爆炸釋放出的能量正好擊中分子云，才促使了太陽(yáng)的誕生，雖然太陽(yáng)已經(jīng)穩(wěn)定的存在幾十億年，但是在數(shù)百億年后，太陽(yáng)還能存在嗎？太陽(yáng)系的最終結(jié)局又是什么？如果太陽(yáng)“熄滅”人類應(yīng)該怎么辦？

首先，從位置上來(lái)看，太陽(yáng)系處于銀河系的第三旋臂——獵戶旋臂上，在整個(gè)銀河系中，和太陽(yáng)類似的恒星有很多，對(duì)于星系來(lái)說(shuō)恒星只是基礎(chǔ)的組成單位，而銀河系本身是本星系群的一部分，本星系群大約由50個(gè)和銀河系相似的星系組成，在本星系群上，還有更大拉尼亞凱亞超星系團(tuán)。

因?yàn)橛钪姹旧碓诓粩嗯蛎?，很多星系都在不斷的遠(yuǎn)離銀河系，但是“仙女座星系”除外，大約40億年后，銀河系就會(huì)和仙女座星系發(fā)生碰撞，最終融合成為一個(gè)全新的星系，太陽(yáng)系在這碰撞中不會(huì)受到太大的影響，會(huì)成為新星系的一員，向著宇宙中的引力源繼續(xù)移動(dòng)。

說(shuō)完了太陽(yáng)系在位置上的結(jié)局，再來(lái)思考一下太陽(yáng)系本身的結(jié)局，在宇宙中存在很多恒星，也不斷有新的恒星誕生，所有恒星都有自己的“壽命”，一般情況下，體積越大質(zhì)量越高的恒星壽命就越短，而太陽(yáng)這樣偏小的恒星壽命較長(zhǎng)，大約可以維持“主序星”的狀態(tài)100億年。

太陽(yáng)的體積和質(zhì)量很大，之所以可以維持穩(wěn)定，是因?yàn)閮?nèi)部的引力平衡和核聚變反應(yīng)，但是在長(zhǎng)時(shí)間的聚變反應(yīng)后，恒星內(nèi)核的氫元素會(huì)被大量消耗，最終無(wú)法維持整體的穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)候恒星的“壽命”就等于走到了盡頭。

因?yàn)楹阈侵g的大小差距很大，不同質(zhì)量的恒星在走到生命盡頭時(shí)會(huì)有不同的演化方式，首先恒星會(huì)因?yàn)橐κШ忾_始膨脹，變成“超巨星”，體積更大釋放能量的速度更快，但是在這個(gè)過(guò)程中會(huì)不斷丟失自己的質(zhì)量。

原本質(zhì)量較高的恒星度過(guò)超巨星階段后，會(huì)形成超新星爆發(fā)，然后發(fā)生引力坍塌變成“中子星”或者是“黑洞”，而太陽(yáng)這樣較小的恒星會(huì)逐漸變成行星狀星云，星云逐漸冷卻后，會(huì)留下一顆“白矮星”。

而在這個(gè)過(guò)程中，因?yàn)楹阈堑馁|(zhì)量大幅度降低，引力也會(huì)不斷降低，太陽(yáng)系內(nèi)的其他天體會(huì)逐漸脫離太陽(yáng)系，水星，金星和地球，可能在太陽(yáng)成為紅巨星的時(shí)候就被太陽(yáng)吞噬，而其他行星和小行星會(huì)逐漸脫離太陽(yáng)系引力，被宇宙中的其他恒星系俘獲，或者是孤獨(dú)的在宇宙中流浪。

就算恒星變成一顆白矮星，它仍然擁有很高的溫度，目前科學(xué)家已經(jīng)在銀河系中發(fā)現(xiàn)了數(shù)十萬(wàn)顆白矮星，這足以證明宇宙中一直有大量的恒星死去，也不斷的有恒星誕生。

白矮星可以維持這個(gè)狀態(tài)數(shù)十億年，在這個(gè)過(guò)程中它的溫度會(huì)不斷降低，直到在某一天演化成為一顆“黑矮星”。

黑矮星

黑矮星是中小質(zhì)量恒星的最終結(jié)局，主要成分是碳和少量的氧，黑矮星已經(jīng)完全冷卻，不會(huì)輻射熱量，也不會(huì)發(fā)光發(fā)亮，它會(huì)孤獨(dú)地漂浮在宇宙中，如果不和其他天體發(fā)生碰撞的話，就能永遠(yuǎn)存在。

因?yàn)槟壳暗挠钪孢€很年輕，就算是宇宙中誕生出的第一批恒星，也只演化到了白矮星階段，137億年的時(shí)間還不足以誕生出黑矮星，但是在未來(lái)的幾十億年后，太陽(yáng)也走到自己生命終點(diǎn)時(shí)，宇宙中可能就存在許多黑矮星了。

太陽(yáng)系的結(jié)局和人類的結(jié)局

太陽(yáng)系的最終結(jié)局就是，只剩下一顆孤獨(dú)的黑矮星，八大行星在太陽(yáng)走到生命終點(diǎn)后，一部分會(huì)被膨脹的太陽(yáng)摧毀，一部分會(huì)被其他恒星的引力影響，離開太陽(yáng)系的范圍內(nèi)，最終只剩下太陽(yáng)的殘骸漂浮在宇宙中。

那么，人類應(yīng)該何去何從呢？

首先，太陽(yáng)走到自己生命的終點(diǎn)還有幾十億年，在這段時(shí)間內(nèi)足夠人類發(fā)展科技，離開太陽(yáng)系了，人類文明不可能永遠(yuǎn)停留在地球，不斷尋找適合生命居住的星系，不斷探索新的恒星系，就是人類文明的未來(lái)！

這是我們地球和月球的對(duì)比。一個(gè)地球有49個(gè)月球那么大。

繼續(xù)放大一級(jí)：海王星有58個(gè)地球大，天王星有65個(gè)地球大。

土星相當(dāng)于830個(gè)地球，木星有1300個(gè)地球那么大！

再放大一級(jí)，太陽(yáng)有130萬(wàn)個(gè)地球那么大！

地球在太陽(yáng)面前已經(jīng)是一粒砂子。

天狼星！....

北河三 ...

在這個(gè)畫面，地球已經(jīng)只有一個(gè)像素了 ....

大角星 ...

這個(gè)時(shí)候地球已經(jīng)看不到了 ...因?yàn)榈厍蛱×耍?/span>

再放大，參宿星、雄牛座一等出現(xiàn)了 ....

在這個(gè)數(shù)量級(jí)的比例，我們的太陽(yáng)也只有一個(gè)點(diǎn)了！

下面是獵戶座一等星！

下面是心大星

繼續(xù)往下看，自己找對(duì)比！

V509 Cassiopeia（仙后座）、KY Cygni（天鵝座）、Mu Cephei（仙王座）！

V354 Cephei（V354仙王座）、VV Cephei（VV仙王座），最大的藍(lán)色那個(gè)，叫雙子星！第三大！

2012年以前，VY Canis Majoris（大犬座VY星）一直是坐在已經(jīng)最大的星球。體積，至少是太陽(yáng)的80億倍！

目前已知最大星體：盾牌座UY！體積是太陽(yáng)的210億倍！

那么，你們認(rèn)為就這樣結(jié)束了嗎？

這只是銀河系的一個(gè)點(diǎn)！

這是我們“已知”最大的星體，盾牌座UY不過(guò)離地球6000光年，銀河系的直徑有10萬(wàn)光年，這連銀河系的1/10都不到??！

（上圖是銀河系）

地球?qū)τ阢y河系來(lái)說(shuō)，只是個(gè)微不足道的小行星。

不過(guò)在我們的尺度里，所有你能觀測(cè)到的星體還都只是在銀河系范圍內(nèi)的。

下面讓我們來(lái)看看在其他星系里有什么？

太空望遠(yuǎn)鏡哈勃，將它的鏡頭對(duì)準(zhǔn)夜空里的一個(gè)小角落。

就連所有這一切,也不過(guò)是一道光波而已...

這下你一定很吃驚吧？

閉上眼睛歇一會(huì)兒。

現(xiàn)在來(lái)回答下面的問(wèn)題：

1．你還以眼見(jiàn)為實(shí)嗎?

2．你相信有外星智慧生命存在嗎?

3．你認(rèn)為有適宜智慧生命生存的其他星球嗎？

4．你覺(jué)得我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)真的很可靠嗎？

5．你現(xiàn)在認(rèn)為生活的目標(biāo)和生命的意義是什么？ 

6．你還為物質(zhì)的聚散而空生悲喜嗎?

7．你還執(zhí)著于微不足道的自我嗎？

8．你如何定義生死呢？

無(wú)論您的答案是什么，我們乃至我們賴以生存的地球

甚至是我們碩大的銀河系放到茫茫大宇中真的不過(guò)是一粒塵埃。

我們司空見(jiàn)慣的事物，我們習(xí)以為常的生活，我們篤定信奉的知識(shí)，是不是應(yīng)該重新思考重新定位一下呢？

上圖一張著名的照片，1990年，旅行者1號(hào)探測(cè)器即將飛出太陽(yáng)系的時(shí)候，在距離地球60億公里的地方，美國(guó)國(guó)家航空航天局命令它回頭再看一眼，拍攝了60張照片，其中一張上，正好包括了地球——圖中那個(gè)亮點(diǎn)。    

如果你現(xiàn)在隨便選一個(gè)方向只走直線，不改變方向，穿越山川河流，最后你會(huì)回到你現(xiàn)在站的這個(gè)地方，也就是出發(fā)點(diǎn)即目的地。如果登上一艘宇宙飛船，選一個(gè)方向出發(fā)，最終會(huì)回到起點(diǎn)嗎？

圖：如果這條公路上有一只螞蟻，它會(huì)認(rèn)為公路是直的還是彎曲的？

我們望著外面筆直的馬路，看看長(zhǎng)江，黃河，看著高樓林立，山巒疊嶂，似乎它們都在一個(gè)平面上，地球是平坦的。然而當(dāng)我們的飛船飛出地球，回頭望來(lái)，我們才發(fā)現(xiàn)地球原來(lái)是圓的?？梢园l(fā)現(xiàn)，我們要了解一個(gè)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)巨大無(wú)比的物體或者空間，我們需要在一個(gè)更大的尺度上觀察它，而不是僅僅是在這個(gè)物體一種，一個(gè)渺小的角度來(lái)探查。

圖：在太空中可以看到地球的特征，這種特征是無(wú)法在地球表面上觀察到的。

那么我們的飛船是否能回到起點(diǎn)呢？我們能否站在宇宙之上更大的尺度中來(lái)回望宇宙呢？這涉及到宇宙的邊界問(wèn)題，如果宇宙有邊界，那么我們可以飛出邊界，回望宇宙。如果宇宙是各個(gè)方向都是無(wú)限的，并且都是開始方式的，那么我們永遠(yuǎn)只能做井底之蛙。

宇宙的形狀

宇宙的邊界，宇宙的形狀一直都是科學(xué)家重要的研究課題。然而，即使我們向太陽(yáng)系外發(fā)射了大量探測(cè)器，我們也不能直接測(cè)量出宇宙是平的還是彎的，這就像在一個(gè)廣場(chǎng)上，我們把螞蟻換成了昆蟲，視野更大了，但還是很渺小。

不過(guò)科學(xué)家找到了一個(gè)新的辦法，這個(gè)方法來(lái)源于《廣義相對(duì)論》，愛(ài)因斯坦告訴我們光只會(huì)走直線，如果時(shí)空是彎曲的，那么光就會(huì)沿著彎曲的路線前進(jìn)，彎曲路線中的直接，物理學(xué)家叫它測(cè)地線，測(cè)地線類似于地球上的大圓。例如赤道是彎曲的圓形，如果把地圖展開，那么赤道就是一條直線。

由此，我們可以通過(guò)三角形測(cè)量法，如果兩條平行的光線會(huì)在空曠遠(yuǎn)處的相交，可見(jiàn)空間必然純?cè)谇适构饩€偏轉(zhuǎn)了，那么空間就是彎曲的。

圖：中間那個(gè)圓圈代表我們的可觀測(cè)宇宙，在圈中很難觀察到白線是條曲線

然而，科學(xué)家從遙遠(yuǎn)的星系，星系圖，甚至從宇宙的第一束光（宇宙微波背景）中，得到的結(jié)果是宇宙是平的?；蛟S還有另外一個(gè)可能，宇宙的曲率至少是可觀測(cè)宇宙大小的數(shù)百倍。

正常來(lái)說(shuō)，宇宙微波背景輻射（CMB）的溫度都應(yīng)該相同，但是由于宇宙早期受到恒星（的中子）誕生，等其他因素的影響，所以CMB在不同角度上有會(huì)一些微小的能量起伏，這些起伏會(huì)導(dǎo)致不同朝向上的空間曲線不同。但是CMB的背景顏色雖然有很大的不同，并不代表能量差別特別大，實(shí)際上，這樣的差別非常小。因此，在非常微小的差別上，我們的宇宙似乎是平坦的。

圖：CMB

或許在更精確的水平上，我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)某種程度的內(nèi)在曲率，但就目前而言，在我們可以測(cè)量宇宙的尺度上，從我們的有利位置向各個(gè)方向大約460億光年，沒(méi)有跡象表明宇宙是彎曲的。

如果宇宙是平坦的

如果宇宙是平坦的，我們能得到的結(jié)果并非只有一個(gè)。例如地球經(jīng)度最終可以在彎曲的地球表面相交，但是或許宇宙并非是球體呢？

圖：你可以想象我們的宇宙形狀像一個(gè)長(zhǎng)圓柱體，兩端相連形成一個(gè)甜甜圈的形狀。

沿著環(huán)面，平行線永遠(yuǎn)不會(huì)相交，測(cè)量到的遙遠(yuǎn)光線的畸變與平坦的宇宙完全一致。但是你朝一個(gè)方向飛行，你最終也會(huì)回到原處。

那么我們的宇宙會(huì)是甜甜圈嗎？如果宇宙的形狀像甜甜圈，并且從一端到另一端的距離不超過(guò)920億光年，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩端的空間背景是相同的。

圖：一個(gè)方向上的星系區(qū)域與另一個(gè)方向上的星系進(jìn)行識(shí)別。

我們并沒(méi)有得出喜出望外的結(jié)果，但甜甜圈的結(jié)果，我們并不能排除掉?；蛟S宇宙回彎尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于920億光年，我們只能在更大的尺度上感知宇宙彎曲。

即使宇宙是天天圈的形狀，飛船也無(wú)法飛回來(lái)。因?yàn)橛钪嬉恢痹谂蛎?，而飛船達(dá)不到光速。宇宙膨脹速度與距離成正比，越遠(yuǎn)的星空膨脹速度越快，在一定距離上更是超過(guò)了光速，所以無(wú)論飛船飛多久都不可能回到原點(diǎn)。

總結(jié)

就目前人類所知，宇宙是平坦的，或許會(huì)是甜甜圈狀，但它也足夠的大，并且時(shí)時(shí)刻刻在膨脹，遠(yuǎn)距離的膨脹速度超過(guò)光速，而飛船的速度是由上限的，所以飛船無(wú)論如何都回不到原點(diǎn)。

天體物理學(xué)家、著名科學(xué)作家卡爾·薩根就上面照片說(shuō)了這段著名的話：