冰人幽灵-第182章
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黑洞能实现时空转换
黑洞引起人们兴趣的一个重要原因是,时间和空间在黑洞中消失,这意味着通过黑洞有可能将我们现在的时间和空间连接另外一个时间和空间,时间旅行有可能实现。
黑洞也会“消化不良”
黑洞还有许多其他特性。比如,1999年,科学家发现,如果“食物”太多,黑洞有可能会“因噎废食”。这意味着,引力强大无比的黑洞,可能并非拥有所假设的吞噬一切的“胃口”。模拟结果发现,物质环在落入黑洞过程中,先被黑洞吞下的部分还会不断被吐出,最终使得只有很少一部分物质环真正进入黑洞。科学家们认为,这一结果显示黑洞并不像假设的那样能吞下“喂”给它的一切“食物”,并且强行“塞”给黑洞大量“食物”还很可能会将它“噎”住。
黑洞都唱“同一首歌”
黑洞不论大小,不论质量,都有着相同的波动规律,如同快慢不同地演唱音调相同的“同一首歌”。这一特性是科学家于今年4月对由超巨黑洞和小质量黑洞发出的X射线辐射进行比较研究时发现的。超巨黑洞一般存在于星系的中心,质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。小质量黑洞质量与太阳基本处于一个数量级,主要由质量相当于太阳10倍左右的恒星发生超新星爆炸形成。
科学家发现中型黑洞
到底有没有中型黑洞呢?科学家今年9月才找到这中间“缺失的一环”。这次的功能应归功于哈勃太空望远镜,它观测到了两个中型黑洞,一个位于飞马星座的M15球状星团,距地球3。2万光年,质量为太阳的4000倍。另一个黑洞位于仙女星系的G1星团中,质量相当于2万个太阳,距离地球220万光年。M15和G1这两个星团都包含着大量紧凑排列的恒星,其中一些恒星相当古老,诞生于距今100多亿年前。新观测到的两个中等质量黑洞都位于球状星团而非星系之中。
超巨黑洞位于星系中心
超巨黑洞位于星系中心,据推测每个星系都有,质量一般约为星系总质量的0。5%。目前,关于超巨黑洞的形成主要有两种理论。一种观点认为,它可能是随着星系的诞生一次性产生的。但也有推测说,超巨黑洞是以质量更小的黑洞为基础形成的,后者就好比是一些“种子”,随着时间的推移进化成了巨型黑洞。
银河系巨型黑洞质量为太阳的370万倍
今年10月,欧洲科学家宣布了银河系中心存在超巨黑洞的最佳证据。他们说,过去20年中,科学家们一直在观测银河系中心一些星体的活动情况,尤其对一颗名为S2的星体的运行轨道进行了跟踪研究,最终得出结论:S2附近确实存在一个巨型黑洞。质量是太阳7倍的S2,以每小时1。8亿公里的高速每15。2年绕银河系中心一周。之所以如此高速,是因为它周围存在黑洞,“害怕”被黑洞“吞噬”。经过计算,这一黑洞距地球2。6万光年,质量是太阳的370万倍。
银河系中心黑洞每年“食量”不足地球质量的1%
银河系中心黑洞或许正处于“饥饿”状态。科学家原先预测,它每年吞噬约相当于十倍于地球质量的“食物”。但实际上,它每年吞噬“食物”还不足地球质量的百分之一。黑洞“食量”是根据它吞噬“食物”时发出X射线的强弱程度计算出来的。科学家还提出,如果黑洞获得了源源不断的“食物供给”,就可能从相对安静的状态中“醒来”,处于活跃状态中。
人类将能制造微型黑洞
大量微型黑洞不久将能在实验室里制造出来。这一任务将由大型强子对撞机完成。目前欧洲核子研究中心正在建造大型强子对撞机,估计于2005年完工。届时,它将是世界最大的粒子加速器。用它长达27公里的环形隧道加速粒子,然后使这些粒子相撞,就能创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态类似的条件,同时还可以每秒1个的速度制造大量微小的黑洞,每个体积不到一个原子核的百万分之一。之所以能制造出微型黑洞,是因为大型强子对撞机能把大量能量压缩在很小的空间里,但这些黑洞的消逝也可能像雪花消融一样容易。
对宇宙结局的猜测
尽管不希望出现这一天,但科学家还是忍不住要讨论一下宇宙的结局。它会是什么样呢?现在存在3种观点。
膨胀论:宇宙不断膨胀下去
这是英国著名理论物理学家斯蒂芬&;#183;霍金等人所持有的观点。他们认为宇宙将永远膨胀下去,不断扩大。最终我们将看到,星体会离我们越来越遥远,也越来越黯淡。
这种理论的证据之一是氘元素。氘是氢元素的同位素之一,原子核中包括一个质子和一个中子。目前宇宙中所能探测到的所有氘元素,据认为都是在宇宙“大爆炸”几分钟后的原始核聚变过程中产生的。除了“大爆炸”之外,目前还没有发现宇宙中存在其他的氘元素源。
1999年,澳大利亚、荷兰等国科学家组成的小组,对位于距地球约1500光年的猎户星云区域进行了测量。科学家们通过对一种氘氢分子进行分析测算后发现,在猎户星云中高度活跃的恒星形成区,氘原子与氢原子的比例为1比10万。这与在宇宙其他一些区域获得的测量结果基本一致。
这些科学家们说,根据被普遍接受的宇宙理论,宇宙中正常物质总量的多少,决定着宇宙最终将无限制膨胀下去,还是会在膨胀到一定程度时转为收缩。而氘元素密度与正常物质量直接相关。上述测量结果说明的是,宇宙中正常物质总量无法遏止宇宙无限膨胀的趋势。
逆转论:宇宙会在一两百亿年后凝聚到一个点
按照这种观念,宇宙的膨胀速度不仅会减慢,而且会逆转回去,将所有的物质挤压,最后浓缩成一个“症结点”,并在剧烈的大爆炸中消亡。今年9月7日出版的英国《新科学家》就刊登了一篇这样观点的文章。
这篇文章说,大部分暗能量理论认为,宇宙的加速膨胀是在全宇宙范围的“标量场”的排斥作用下进行的,这种“标量场”在整个宇宙空间有着统一的量级。而过去的看法认为,随着宇宙的扩展,上述能量场的排斥力将逐渐减小,最终降至零。尽管这可能使宇宙的扩展速度减慢,但实际上宇宙永远不会停止膨胀。可这种看法可能是不正确的。根据超重力的一些理论,“标量场”的暗能量可能不仅仅是降至零,它还将变为负数,并可能降至负无穷大。这将令宇宙的扩展速度减缓,然后转向相反方向,使空间和时间凝聚到一点,在一次大爆炸中消亡。
这篇文章还给出了宇宙消亡的时间,它是今后100亿到200亿年,也就是在宇宙现有年龄两倍时。
循环论:宇宙是轮回的
这是科学家最近提出来的。该理论认为,宇宙将永远不会结束,而是处于从生长到消亡的循环过程中。大爆炸既不是宇宙的起点也非终点,而只是宇宙不同阶段的“过渡”。
美国普林斯顿大学的天文学教授保罗&;#183;斯坦哈特与英国剑桥大学教授尼尔&;#183;图罗克共同提出了这个观点。他们说,如今的宇宙是在上个宇宙的尘埃中诞生。
此外,还有理论认为,人类所在的宇宙之外还有另外一个无限大的平行宇宙。这两个宇宙在多重维度(我们所处的空间只有四个维度)中互相区分开来。
两位科学家根据现有理论计算出,在这两个宇宙之间有一个力场,可以将两个宇宙呈周期性地互相吸引、尔后又再排斥开来,如同人们鼓掌时两只手的动作一般。新理论认为,当两个宇宙互相碰撞的时候,第五维度暂时消失,这时就会发生一次大爆炸。新的物质世界在原有消散的物质尘埃中被重新“创造”出来。于1968年最早提出弦论的意大利科学家加布里埃莱&;#183;韦内齐亚诺对新理论表示接受,认为该理论将使人们认识到“大爆炸只是某些事件的果,并非所有事件的因。”
外篇 进化中的世界——《天堂里
进化中的世界——《天堂里没有地下铁》
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人类是怎么出现的?人类最终将会怎样?这两个问题从人类能够思考开始,便不断困扰着我们。古往今来的学者提出种种假说,流传最广的是人由神创造,人最终将回到神的身边去——虽然这个“神”在不同的地方有不同的名字和不同的造人方法。直到达尔文的进化论出现后,第一个问题才有了真正让人信服的解释,但第二个问题的答案却并没有因此变得清晰。
在大约一千年前的中国,达官贵人在庄园的池塘中饲养了一些观赏性的鱼类,其中最多的是较为美观的鲤鱼。几百年之后,某些用来观赏的鲤鱼发生了巨大的形体变化,人们把这种与正常鲤鱼迥然不同的鱼类称为——金鱼。当我们将鱼缸里的金鱼与水池中的鲤鱼做比较时,我们很难相信它们的祖先在一千年前毫无区别。而金鱼是如此的千资百态,以至于两种金鱼之间的差异甚至大于它们与鲤鱼的差异。
科学告诉我们,构成人体的物质与泥土的区别仅在于原子中三种粒子的组合不同,与狗尾巴花的区别只在于几对碱基,与白鼠的区别在基因意义上几乎可以被忽视。在我们这个星球上,如此细小的区别便造就了无数形态的事物,是否就意味着事物的形态拥有近乎无穷的可能?既然环境的变化可以在极短的时间内让动物变得面目全非,那么假若将一定数量的人类分别置于在不同的、差异巨大的环境中,并隔绝彼此之间的通婚可能。经过激烈的生存竞争以及残酷的淘汰之后,人类之间的差异会不会变得如同金鱼一般?
这就是《天堂里没有地下铁》所描述的世界。在一个虚构的时间与空间,几个人类种群艰难的在大地深处的缝隙中生存着。这是一个绝对黑暗的空间,这是一个绝不适宜人类居住的地域,于饥饿中挣扎的人类不断的彼此竞争,或者说彼此杀戮与融合。在这个诡异的地方一切一切都在疯狂而迅速的变化着。与演变得比寻常人类还要睿智的老鼠比较起来,不同人类种群的异变更让人触目惊心。“猿人”与“现代人”的细微差距就可以将二者分为两个不同的物种,隧道世界里奇形怪状的人类后代是否还能被称为“人”呢?即使他们已经无法适应光线,即使他们已经失去大量知识,即使他们已经分裂为许多不同的种群,即使他们已经演变得形态迥异……但他们中间依旧流传着关于过去的传说,传播着对光明世界、对从前家园的向往。恐怕只有这点,证明了他们还是人类,证明着他们和“现代人”之间的血脉承传。
然而并不是只有人类处于物竞天择的演化中,他们面临的生存竞争不只来自内部。受困于地下的老鼠同样顽强的繁衍生息,最终出现自己的领导者与社会体系。当男主角跟随奔跑的鼠群来到地面上,他和他不知隔离了多长时间同胞面面相觑之后,同时发现自己受到老鼠们充满敌意的包围。《天堂里没有地下铁》颇具悲观意味的结局似乎预示着人类最终的命运。很久以前,我们的祖先在淘汰了无数异类与同类后才取得今日统治地位,那么会不会有其他生物再次重演这个过程?届时人类将怎样面对这样的挑战?奔腾的进化洪流并不以任何个体的意志为转移,不适应环境又无力改造环境的生物或者归于尘土,或者改变自己。当一种生物与另一种生物有着共同的需要,而资源又非常有限时,自然界优剩劣汰的淘汰法则必将做出它无情的裁决。
在《天堂里没有地下铁》中,男主角五妄的形象显然远非完美,无论是勇气还是理想都为他所欠缺。遇到危险的时候,五妄做的仅仅是躲在角落里吸手指,或者将依赖于他的女人抛弃。让这样一个人物成为主角,不能不让人感到惊讶。然而当众多勇敢的、有理想的、有行动力的……各类人种、人物依次失败之后,懦夫一般的男主角完成了地下世界中几代人的梦想,完成了女主角的毕生心愿——来到“天堂”——而他做的只是逃避危险和跟随别人。这种结果并非《阿甘正传》一般的讽喻,而是对生物演化的真实描述。自然界淘汰物种的惟一标准是它是否适应环境,而不是其他——比如凶猛、勇敢、智慧、速度、力量……
作为国内少有的关注人类演化的科幻作家,韩松用他独有的冷峻笔触,描绘了人类在极端环境下的