在沒法兒擼串的太空里，無聊了只能打撞球

如果存在一個領先人類幾億年的神級文明，他們的科技如此發達，總有一天會無聊到想邀朋友們來場休閑娛樂活動。雖然在太空里擼串似乎不太可能——火都點不起來，更別說上哪兒找肉去，但是玩玩星際撞球還是可以的。當然，前提是得先有合適的球桌和球，不小心毀滅一兩個世界就不好了。

理論物理學家LostAbaddon在一個宏大到有些難以想像的維度上，詳細分析了這場「星際撞球」所需要的設備。雖然身為「宇宙蟲子」的我們沒辦法到現場去觀看這樣一場球賽，但光是想像一下，就有一種月光窮人思考如何花掉一千萬零錢的快感。

星際撞球

作者｜LostAbaddon

讓我們來做一個不著邊際的假定：有一夥神級文明，某一天突然想打撞球，而且是用一個個星球作為撞球的球來進行這麼一場撞球，那麼這會是一場怎樣的球賽？

首先要考慮的自然是球桌，這場宇宙維度上的星際撞球可不是隨便找個地方就能應付的。撞球檯要對球有一定的阻力，讓球可以自然地停下來；同時這種阻力又不能干擾球的運動，所以這樣的阻礙作用必須是在檯面的每個位置上都相同。

這樣的環境在太空中並不少見，比如銀河系懸臂之間的空間，或者銀河系與鄰近的大小麥哲倫星系之間的區域，都是遠離所有大質量天體的平坦星域。而室女超星系團中不同星系團之間的區域、超星系團之間的纖維結構所圍出的空洞區，更是空曠到「萬徑人蹤滅」的，完全可以作為星際撞球的理想舞台。事實上，在我們可觀測的宇宙中，絕大部分區域都是空洞。

動漫《死亡遊行》劇照

但是，僅僅是空曠並不能成為一張好的球桌，還需要提供減速的阻尼，不然開場第一桿後，球就會一直滾下去停不下來了。

問題是，阻尼效應的特性之一是，無論運動方向是什麼，都會產生與之反向的作用力，這在星空之中幾乎是不可能存在的：強弱相互作用力都只能在短距離內造成影響，電荷在超大尺度下幾乎都被中和，因此電磁相互作用很難佔據主導，而引力相互作用則必須要有單一的源。

雖然沒有一個星體的引力可以實現阻尼效應，但宇宙本身就可以實現「減速」。在一個膨脹的宇宙里，星體在觀測者眼中的運動速度由兩部分構成：星體本身的本動速度，和時空膨脹帶來的退行速度，也就是所謂的哈勃紅移效應。

退行速度本身的特點，就是從觀測者看來，星空中的星球都相對他在倒退，越來越遠。如果選擇一個隨宇宙的膨脹而膨脹的距離標尺，那麼我們就會發現，兩個靜止星體之間的距離是不變的，而對於一個靜止的星體來說，一個運動的星體的速度是在各個方向上都不斷減小的，這就可以被當作是一個阻尼作用。

除了合適的阻力，這樣的球桌還需要有邊界，不然打著打著球就沒了。在一個時空中想讓星體撞到某個「邊界」後彈回去是不可能的，而把球限制在一定的範圍內還是可以做到的。

假設存在膜宇宙，並且有一張膜距離我們所在的宇宙膜非常近。如果我們在自己的膜上選定一個理想的「球桌」區域，再在另一張膜的對應空間邊界上圍一圈超大質量的重物。因為兩張膜靠得很近，所以產生的效果幾乎相同，在我們的宇宙膜上，球桌邊界外就會出現指向內部的引力，將物質吸向球台區，同時因為我們的膜上不存在那些重物，「球」在進入邊界的時候就不會發生「撞車」的事故。

最後需要解決的就是袋洞了。黑洞？這可不行，一個黑洞就能把好不容易選出來的球桌廢掉，別說幾個了。而且黑洞的強引力紅移會使得這場球賽根本結束不了，理論上說，一個球進洞之後永遠也到不了袋底。蟲洞倒是個不錯的選擇：洞外時空平坦，洞內隨便怎麼強引力都行。

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都說了不能用黑洞當球袋了啦（作者：Kiszkiloszki）

好了，現在我們有了一張完美的星際撞球檯。

相比於球桌，球的選擇就容易多了。為了比賽公平，我們可以選擇質量幾乎相同的恆星。而因為內部結構與狀態不同，這些恆星可以有許多顏色：紅色、白色、黃色與藍色——打斯諾克的話可能有點不夠，但打九球絕對足夠了。

但比較棘手的是，恆星具有不小的引力，這會把我們好不容易選好的平坦球桌給弄皺，而且這種麻煩是無論如何都不可能去除的——任何星體的質量與能量的總和都不可能為零，而在星空這個尺度上，只有引力相互作用會體現出來。

這就是星際撞球的第一個獨特之處：球與球之間不是通過碰撞，而主要是通過引力作用來相互改變運動軌跡的。

我們可以想像，如果兩顆恆星像普通撞球那樣直接相撞，那麼後果是災難性的。恆星本身很可能發生爆炸，甚至還會產生伽馬射線爆或者新星爆發，這場撞球比賽就真正會「驚天動地」了。因此，出於安全考慮，我們需要通過兩顆恆星擦肩而過時產生的引力效應來進行比賽。

這麼一個通過引力相互作用的過程被稱作「完全彈性碰撞」，也就是一個引力散射過程，它必須滿足三個條件：總能量守恆，總動量守恆，以及總角動量守恆。

在這個基礎上，為了討論方便，我們假設一個最簡單的情況：一顆恆星保持原地不動，另一顆恆星從無窮遠處沖著它飛過來。這第二顆恆星的初始速度為v，第一顆恆星距離第二顆恆星的初始速度構成的直線的距離為h，如果不發生碰撞，那麼經過一番糾纏後，這兩顆質量大致相當的恆星的速度分別變為va（撞過來的恆星的速度）與vb（被撞的恆星的速度），都是矢量，那麼就有：

（G是引力常數，M是作為撞球的恆星的質量，θ就是撞過來的恆星的速度與初始速度的夾角。）

兩顆恆星最近距離為：

如果這個距離小於兩顆恆星的半徑之和，那麼就會發生災難性的碰撞。

在這樣的引力相互作用影響下，恆星們還會產生一些奇特的運動方式。如果初始狀態下飛過來的恆星在靜止恆星的左側，那麼引力作用後該恆星會飛向右方，而原來靜止的恆星會飛向左方。這就是星際撞球的另一個特性：相互作用後，運動的偏折方向是相反的。

如果考慮上恆星的自轉，情況會變得更加複雜。在這個過程中，引力作用會使兩顆恆星的自轉發生改變，例如地球和月球的引力作用使月球被地球潮汐鎖定，始終用同一面面對著我們，同樣的情況也發生在水星上，它也被太陽給潮汐鎖定了。這種自轉方式的改變又會導致軌道角動量的改變，讓兩顆星球的運動方向與初始方向的關係變得更加難以預測。

如果恆星的質量足夠大，比如是一顆中子星或者夸克星，那麼還可能產生「引力磁性」，將恆星周圍的物體都帶動著旋轉起來。而且這種自轉不會慢下來，可以一直保持下去。當有其他恆星飛過來交互時，這種自轉就可以被傳遞過去，這對於要做斯諾克的人來說，將會是一個非常有用的手段。

在宇宙緯度上打球，就必然會遇到各種意外情況。除了恆星彼此之間的引力相互作用，還有另一些可能的影響因素。例如近距離掠過一顆恆星時，它的形態和內能都可能發生變化，讓運動方式變得更加撲朔迷離。如果自轉被引力作用加速得過快，恆星還可能因此而噴射出物質，被激發出恆星風暴。另一方面，瀰漫在恆星周圍的光球、恆星風甚至恆星大氣，還可能影響自轉恆星本身的磁場，使得兩顆恆星之間存在引力之外的相互作用。而對於中子星和夸克星這樣的極端星體，很可能自帶有吸積盤、噴流，或者極強的磁場，在發生引力交互的時候也可能爆發伽馬射線爆。也就是說，打球的人很難控制台上發生的一切，稍有變動，球就可能沿著完全不同的軌跡飛出去了。

當然，還有一種最意想不到的情況：由於星際撞球上的一切活動都是以天文時間單位來計算的，所以，很有可能當我們在一局斯諾克僵持到一半的時候，有一些高等智慧生命在某一顆恆星球上造了個戴森球，把恆星包裹起來以便開採能量，然後依靠這個核融合反應堆控制了物質流噴射，開著恆星去度假了。遇到這種球被順走的情況，到底該找誰抗議去都不知道。

挑選好了球桌和球，同等重要的球杆該怎麼辦？這個也許只能是個千古謎題了。畢竟目前實在是找不到什麼合理的物理手段，既能完成擊球這個動作，同時又不會一杆子戳爆我們的恆星。

至於這場球賽什麼時候轉播，這大概就不是身為「宇宙蟲子」的我們所需要考慮的事了。不管這個假想中的神級文明什麼時候突然起了興緻，準備來一場星際尺度的斯諾克，我們還是祈禱不要發生在銀河系裡吧。

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