一年之間,宇宙竟發生了這些變化,你造嗎?
「今年的你我已不再是去年的你我,不再是去年彼此愛慕的那個人。假如變化中的我們仍然愛著已今年的你我已不再是去年的你我,不再是去年彼此愛慕的那個人。假如變化中的我們仍然愛著已經變了的對方,那倒是難得的福氣。」——威廉·薩默塞特·毛姆
同樣地,今年的宇宙已不再是去年的宇宙。儘管一年對於宇宙來說彈指一揮間都算不上,但是變化依舊潛移默化地進行著,就像一條無比巨大的進度條在緩慢地向前爬,也許沒有終點。
我們每一個人都乘著地球在宇宙中旅行。每一年,我們都會繞著太陽旋轉一周,旅途中我們也許可以欣賞到宇宙中發生的重大事件,震撼而驚艷。彗星的光臨、流星雨的光輝、附近恆星的閃動、超新星的爆發......這些僅僅是我們宇宙中顯而易見的變化。
我們通常認為一年是相當長的時間。在人類的角度,365天里確實能夠發生很多的事情。但對宇宙138億年的歷史長河而言,一年只不過是電光一閃。
然而,就在這短短的一年時間裡,有一些微妙的變化,發生在我們的太陽系、銀河系和宇宙。這些變化緩慢地發生著,年復一年,書寫宇宙的模樣。
那麼,一年之間,宇宙會發生哪些變化?
今年的地球比起去年轉得慢
當然,在正常的時間尺度下,你是很難感知這個變化的。畢竟,在一年的時間裡,地球自轉也就才減慢14納秒。但是如果你活得足夠長,這個變化就會被放大出來。比如你活了四百萬年,你會發現我們不再需要閏年了,因為那時候,一年就剛好是365天。
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這也就意味著,在太陽系的早期,地球上的一天是很短的:大概就6到8個小時。那麼,那個時候的地球一年有一千多天!
今年的月亮比去年更遙遠
同樣的,我們也無法感知這一變化。角動量守恆定律使這一細微的變化成為了必然。
讓我們來分析一下地月系:地球和月球都繞著各自的軸旋轉,同時月球又繞著地球轉。當地球的自轉減慢,於地月系而言,其角動量下降,於是只能通過月球的遠離來補償,以保證地月系的角動量守恆。
在一年的尺度里,就算用先進的激光測量方法也無法測出這一變化。每一年地月距離的變化是厘米級別的。但是,隨著時間的推移,這將會產生巨大的影響。大概6.5億年後,地球上將再也無法欣賞日全食了,因為那時月球離我們太遠了,以至於無法形成日全食現象。
今年的太陽比去年的熱
但是,在長時間看來,這就非常重要了。根據愛因斯坦的質能方程:E=mc^2,太陽每年要將10^17千克的物質轉換成能量。隨著太陽燃燒了更多的燃料,它將變得更熱,熔融燃料的速度也加快,導致其整體向外輸出的能量增加。再過大約10到20億年,太陽的熱量將足以沸騰地球的海洋,毀滅地球的生命。
當然,這些悲劇只不過發生在了我們的太陽系,對於銀河系、宇宙來說,似乎毫不相干。
每年平均有一顆新星在銀河系誕生
在銀河系中,新的恆星持續不斷地在星雲中形成,產生年輕的星團。據我們目前所知,每一年在銀河系形成的恆星質量平均約為太陽質量的0.68。這僅僅是一個平均水平,比如,在一個世紀里可能形成一個質量100倍於太陽的恆星,也可能在一年裡5個小質量的恆星就誕生了。
實際上,恆星的形成是一個漸進的過程,整個過程要數以百萬年計。但是,平均而言,在我們的銀河系,每年會有一個稍微比太陽小一點的恆星誕生。
超新星爆發不是你想見就能見
在我們的星系中,超新星爆發是一個小概率事件。
在1572年和1604年,第古超新星和開普勒超新星是最後兩個在地球上用肉眼觀測到的銀河系的超新星。但在17世紀末和19世紀末,人類分別在仙女座和射手座觀測到了超新星爆發。
根據對其他星系的觀測,可以推斷我們銀行系的II型超新星的數量大約是I型超新星的4倍;而且每個世紀,銀河系大約有2到7個超新星爆發。這概率已經比我們想像中的要大得多了。我們也許無法觀測到它,但是在我們的銀河系中,至少會有一個超新星爆發於我們每個人的有生之年。
今年的宇宙比去年的冷
大爆炸的餘暉是相當的冰冷的——快逼近絕對零度,只有2.725K。而宇宙這一溫度則是經過了長達138億年的冷卻才達到的。在此之前,宇宙是相當炙熱的,溫度高到足以使原子電離、是原子核炸裂,甚至使夸克和膠子形成單個的質子和中子。隨著時間的推移,宇宙的溫度將進一步下降,逐漸逼近絕度零度。
我們無法感知這一變化,一年的時間裡宇宙降低的溫度只不過是2 x 10^-10 K,再給我們幾十年,我們也無法察覺。
每年會有20000顆星星變得遙不可及
在我們的宇宙,暗物質和暗能量佔據了主導,使得我們的宇宙在加快膨脹。在離我們一定距離的地方,宇宙膨脹導致的星系遠離我們的速度甚至超過了光速。更加恐怖的是,97%的星系正在以我們而去,一去不復返。剩下3%的星系,還在苦苦堅持著,但它們仍在慢慢地加速。
每一年,大概有20000個星星在以光速離我們而去,我們再也無法觀測到它們。這意味著,延遲一年探索,我們將錯過數以萬計的恆星。
寫在最後:
宇宙的生命是極其漫長的,一年只不過是很短很短的一段時間。
但儘管如此,萬事萬物依舊在變化著。如果我們能感知得足夠細微,我們能觸摸到時間的流動。這些變化不僅僅發生在我們的家庭、我們的思想,更發生於我們的太陽系、銀河系和宇宙中。
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