未來的智慧文明會錯過宇宙大爆炸嗎？

宇宙大爆炸

科學中最大的危險之一就是基於我們手中有限的數據得出了錯誤的結論。我們永遠無法以任意精度來觀察事物，所以我們總是被迫只能根據我們真實所看到的來推斷。但是如果能引導我們得出正確結論的關鍵信息正是我們所缺失的怎麼辦？這將是數十億年後當涉及到宇宙大爆炸時的情況。

如果幾十億年後智慧生命重新出現在我們的太陽系中，而那時天空中只能看見幾個光點。這些生物會編造什麼樣的宇宙理論呢？幾乎肯定會是錯誤的。在我們之前的幾十億年，一切可能看起來完全不同，那為什麼我們認為我們現在所能看到的可以引導我們找到一個「正確的」理論？現在我們假設某人在遙遠的未來，比如離現在數百億年後，他們會看見什麼？

那時天空中仍然會有數千億的恆星，未來的智慧生命都可以通過我們今天擁有的相同口徑的天文望遠鏡觀察它們。不過，一些細節會有所不同：（1）會有更少的塵埃和中性氣體；（2）會有較多更古老、更紅、更低質量的恆星；（3）活躍恆星形成的區域會少得多；（4）恆星會被分布在一個巨大的橢圓暈中，而不是像銀河系一樣的平面。

銀河系和仙女座星系合併在一起

這一切變化的主要原因是，從現在開始的40到70億年的時間裡，銀河系和仙女座星系將會合併在一起。再經過漫長的時間後，本星系群中的數十個星系都將合併成一個。當像這樣的大型合併發生時，會形成數量龐大的新恆星，耗盡一個星系內的絕大部分氣體和塵埃。當一個非常活躍的恆星形成的小區域存在時，我們將此成為星爆。當這個區域包含一整個星系時，我們就把這稱為一個星爆星系。

很快，這些中性原子就會坍縮形成新的恆星，但最大質量恆星的壽命非常短暫。僅僅幾億年之後，那些質量較大的恆星就消失了，只留下了類似太陽的恆星和較小質量的恆星。再過數百億年，就只存在更冷、更暗的紅矮星。它們可能會更暗，但會有更少的塵埃阻擋它們各方向的光。

但這隻適用於我們自己星系未來變化中的恆星，那時巨大的橢圓星系稱為「銀河-仙女星系」。 如果一個遙遠的未來文明想看到我們自己未來星系之外的事物，他們將什麼都看不到。隨著宇宙也在進入未來，由於暗能量的存在，所有不屬於本星系群的星系將會加速遠離我們。現在，那些離我們最近的非本星系群星系大約有1000萬光年遠，但是宇宙在加速膨脹。

膨脹的宇宙

當宇宙年齡是現在的兩倍時，那些星系將會離我們兩倍遠；當宇宙年齡是現在的三倍時，星系距離是四倍；年齡是四倍時，距離是8倍，以此類推。隨著時間推移，當宇宙年齡是1000億年左右時，離我們最近的星系那時大約有10億光年遠。宇宙的加速膨脹會讓我們顯得在宇宙中很孤獨。

那時也不會有任何宇宙微波背景的特徵。如今，每立方厘米有幾百個殘餘光子在絕對零度以上幾度，以波長很長的微波形式存在。隨著宇宙的膨脹，這些光子的密度和能量都會下降。在1000億年之後，每立方厘米將會有不到一個光子，而宇宙背景輻射將不會在微波中，而是在波長還要更長的無線電波中。除非有人知道這個超遠的星系和這種極度微弱的無線電背景輻射，否則一個遙遠的未來文明將永遠不會發現宇宙大爆炸。

他們可能會得出這樣的結論：他們的星系代表了整個宇宙的全部範圍。周圍所見之處，皆無一物，只有他們。如果沒有其他線索能表示外部有存在的東西，就沒有動力去極遠的、未被探索的距離尋找那些無比遙遠的星系，這些星系也就是現在離我們最近的星系。

各向同性的宇宙微波背景輻射

由於膨脹中的宇宙未被注意到，就沒有動機去設想來自宇宙大爆炸的餘輝的存在。僅有的只是我們自己的星系「銀河-仙女星系」，綿延數十萬光年。他們可能會在自己的星系中發現暗物質，但僅此而已。除非他們偶然發現了來自遙遠宇宙的超遠，極度微弱的信號，不然他們甚至可能相信宇宙是穩恆態的。

他們會問這樣的問題，比如他們的星系是從哪裡來的？為什麼他們是唯一的一個？形成這些長壽恆星的物質從何而來？為什麼年輕的藍星這麼少？如果沒有宇宙膨脹，宇宙大爆炸，或者銀河系以外遙遠天體的證據，即便不是永恆，他們也肯定會在幾個世紀里得出錯誤的結論。經過無數次在宇宙最深處探索且一無所獲，他們將被迫得出結論，宇宙中只有他們，只有他們的星系，只有他們的恆星。只有他們這些生命存在，獨自在無盡黑暗的深淵中。

遙遠的星系

當宇宙還這麼年輕的時候，我們很幸運能在進化和技術上達到目前的水平。今天，遙遠星系的遠離讓我們知道宇宙正在膨脹，讓我們認識到我們應該尋找當宇宙更小、更密集、更炙熱時的信號。我們在附近和很遠的地方都發現了非常有力的信號，由於我們在附近看到的東西，我們知道去注意巨大的宇宙距離。但如果我們什麼都沒看到呢？如果我們認為我們的星系是唯一存在的，就沒有動力去看更遠的地方。

我們的宇宙是什麼以及它從何而來，對這兩個問題的總結取決於我們何時開始存在。

你是否好奇宇宙中是否有重要的成分或屬性已經丟失？我們設想宇宙是由正常物質、輻射、暗物質、中微子、黑洞和暗能量組成，沒有其他的了。但是，如果我們觀察更早時期，我們知道中微子和輻射比現在顯著得多，而且暗能量在宇宙存在幾十億年，才達到可探測水平。宇宙中是否存在比輻射更快消失的其他類型的能量？因為我們沒有任何證據可以證明，所以我們不知道它們的存在。

本星系群

目前我們所能做的，就是從我們所看到的證據加上約束條件做出結論。實際上，這些約束條件不是很好。我們看到了足夠多的宇宙，可以堅定地得出結論，宇宙大爆炸是正確的，宇宙應該有一個暴脹起源，併產生了大爆炸。但除此之外，宇宙中可能還有其他成分在遙遠的過去扮演了重要的角色，而這些跡象現在已經不復存在了。科學家很少花時間關注這種可能性，因為我們建立的理論很好地再現了我們所看到的東西。但在遙遠的未來，情況也會如此：他們會假設一個穩定的永恆宇宙，在未來的數百億年里都不會出現任何問題。

這是一個明確的提醒，我們的科學理論是有效的，而且它們總是需要修正，我們必須永遠尋找它們存在的問題。我們找到前進的最新方法總是處於可測量和可觀察的邊緣。如果沒有探索更大的視野，從亞原子到宇宙，我們永遠也不會發現關於宇宙最深刻的真理。我們學到了很多東西，但還有極長的路要走。為了達到這個目標，我們需要虛心學習，甚至在看似不太可能的地方進行搜索。

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