2016年餘額僅剩11天，宇宙完成了這些小目標，你呢？

在星系際介質間加速穿行的星系會甩出氣體和物質，但是這樣的變化很難在短短一年的時間內被觀察到。圖源：NASA, ESA Acknowledgements: Ming Sun (UAH), and Serge Meunier.

撰文Ethan Siegal

翻譯邢若潔

審校趙維傑

2016年即將結束，地球、太陽系、銀河系和宇宙看起來都沒什麼變化。地球又完成了一次繞日運行，而事實上它已經完成了45億次。但是依然有一些「常規的小事」在過去一年的宇宙中發生：

彗星到訪地球

流星雨炫麗地降落

近鄰恆星的耀斑爆發

一次劇烈的超新星事件

對於人類來說，一年是相當長的一段時間，365天中可以發生很多事。但是在擁有138億年歷史的宇宙面前，一年不過一瞬。確切的說，宇宙的一年相當於人生的0.2秒。在過去的短暫一年裡，太陽系、銀河系和宇宙發生了一些細微的變化，這些變化是更大時間尺度上巨大而緩慢變化的微小投影。

這種結構代表它正在毀滅，而毀滅的過程需要數萬年。圖源：NASA and Jeff Hester (Arizona State University).

太陽系中

地球的自轉變慢了。當然，這樣的變化微小到幾乎無法被發現：地球自轉一圈的時間（即一天）與一年前相比延長了14納秒。但經過足夠長時間的積累，這種變化也會變得十分可觀：四百萬年後，地球自轉將會減慢到不再存在閏年——一年將會變成準確的365天。這也表示在太陽系初創之時，地球上一天的時間要比現在短很多。那時，地球自轉一圈只要6到8小時，也就是說一年有一千多天！

月球離地球更遠了。同樣，你很難發現這一點。但一條基本的守恆定律——角動量守恆定律——佐證了這一事實。想一想「地球-月球體系」：它們都繞各自的軸自轉，同時月球繞地球公轉。如果地球的自轉減緩，系統的角動量就會減小，於是需要其它東西來補償。這「其它東西」指的就是月球會在繞地公轉的過程中離地球更遠，來保持系統角動量守恆。地月距離在一年中的增加小到無法用激光測距方法觀測到——每年月球軌道的變化只有幾厘米。但6.5億年後，真正的日全食將會消失。因為那時月球距離地球太遠，以至於當地球、月球和太陽呈一直線時，最多也只能形成日環食。

這張1977年的圖片是第一張把地球和月球拍攝在同一畫面里的照片。圖源：NASA / Voyager 1.

過去的40億年里，太陽的溫度和發光量上漲了25%。圖源：NASA / Solar Dynamics Observatory (SDO).

銀河系中

一顆比太陽稍小的恆星在銀河系中誕生。在銀河中，新的恆星不斷在星雲中誕生，並組成年輕的星團。按照目前最精確的估計，銀河系中每年形成的新星質量約為0.68倍太陽質量。這只是一個平均數：我們的星系可能花費100多年的時間來形成一顆質量是太陽100倍的恆星，也可能在一年內形成5顆極小質量的恆星。事實上，一顆恆星的形成需要花費幾百萬年的時間。但平均來說，每年都會有一顆比太陽略小的恆星在銀河系中誕生。

獵戶星雲的一個區域，這裡是最大最容易產生新星的地方。圖源：NASA, ESA and the Hubble Heritage Team.

銀河系中可能即將發生一次超新星爆發。我們一般認為超新星爆發是很罕見的事情，在地球上裸眼可見的最後兩次是1572年的第谷超新星和1604年的開普勒超新星。但在1604年之後，銀河系中也發生過其它超新星爆發事件，包括十七世紀末的仙后座超新星，和十九世紀末的人馬座超新星。通過對其它星系的觀察，科學家目前估計銀河系中II型超新星的數量大約是I型超新星的四倍，大約每百年發生2至7次超新星爆發（存在不確定因素）。這比我們想像的要多很多。由於身處銀河系平面，我們可能無法直接看到銀河系中的超新星爆發，但在我們每個人的一生中，銀河系中都有很大的可能性會有超新星爆發事件發生（也可能就在明年）。這種可能性要大過你的想像！

銀河中裸眼可見的最後一次超新星爆發發生在1604年，但是通過更先進的觀測手段，我們觀測到了另外兩次更近的超新星爆發的殘骸。圖源：NASA/CXC/NCSU/K.Borkowski et al. (L); NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration; 感謝：R. Fesen (Dartmouth College) and J. Long (ESA/Hubble) (R).

全宇宙中

宇宙比去年更冷了。今天的宇宙非常寒冷，只比絕對零度高2.725K，這是宇宙在大爆炸之後經過138億年的降溫後所達到的溫度。在這之前，宇宙的溫度之高，可以使原子質子化，使原子核裂變，使夸克和膠子無法形成質子和中子！而在未來漫長的時間之後，膨脹和降溫的繼續會使宇宙接近絕對零度。一年之中的變化可能沒有什麼影響，但這是變化的趨勢。今年的宇宙微波背景比去年冷了200 pK（2×10-10K）：就算再過幾十年，我們也感受不到這種變化。

宇宙微波背景的波動為幾十到幾百 μK，而整體溫度是2.725 K。圖源：ESA and the Planck Collaboration.

最後，每年都有20,000顆恆星變得不可到達。暗能量控制了宇宙，使星系膨脹的速率越來越快。在距地球大約150億光年的地方，星系遠離我們的速度大於光速，因此無法到達。更可怕的是，宇宙中我們可以觀測到的星系中，有97%已經永遠離開了人類可以到達的邊界。而僅剩的3%也並不會一直保持在我們周圍，它們也在加速離開！每一年過去，都有大約20,000個原本以光速可以到達的星球變得不可到達。這表示，隨著我們探索新星時間的推後，成千上萬的星系將永遠無法被探測。

宇宙中可觀測的（黃色）和可到達的（紅色）範圍。圖源：E. Siegel, based on work by Wikimedia Commons users Azcolvin 429 and Frédéric MICHEL.

宇宙的一生很長，一年對它來說可能很短，但無論如何，變化仍在發生。如果觀察得足夠近、足夠仔細，我們也可以感受到時間的腳步：不止是日常生活的腳步，也有太陽系、銀河系和整個宇宙的腳步。希望在嶄新的2017年，我們也能一起見證這些宇宙中正在發生的微小變化。

http://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/12/09/how-the-universe-changed-in-2016/#bb925026bf88