銀河系只是宇宙中數以千億的星系中普通的一個，正如人類生存所依賴的太陽，也只是銀河系中數以千億的恒星中無奇的一個。人類早就意識到了銀河的存在，因為在夜空中它如一條由星星組成的細長的河流，因此得名。只是古人不曾意識到，我們自己也居住在這銀河之中，并且如其他所有星系一樣，銀河系中也充滿了不可預知的危險。

暗物質

多年來人類探索暗物質的研究始終進展不大，世界眾多或埋在地下深處，或設在太空中的花費巨大的暗物質探測實驗大多都空手而歸。從20世紀30年代起，天文學家在進行宇宙觀測時通過引力作用發(fā)現(xiàn)了暗物質存在的證據，但幾十年過去了，人類至今仍然不知道暗物質最基本的構成方式和運動規(guī)律。除了建立各種理論模型和假說，人們至今只是通過觀測，確定了暗物質占到全宇宙的26.8%，同樣顯得撲朔迷離的暗能量占到宇宙的68.3%，而我們能夠感知到的普通物質則僅占到宇宙的4.9%。目前暗物質與暗能量研究已經成為宇宙學研究中最熱門的兩個課題，這也給理論物理學家們提供了充分發(fā)揮想象力的空間。

2014年11月21日，一位科學家身處正在建設中的英國地下1400米深的實驗室。這個歐洲第二深的實驗室用于天體物理學、氣候變化和暗物質探測等方面的研究

隨著暗物質探測的一再受挫，有理論物理學家認為暗物質可能根本就不存在，我們之所以會以為有暗物質，是因為我們對于宇宙的理解有誤，人類需要重新認識引力作用，如果我們對目前的宇宙模型進行某種修正，就完全可以消除其中暗物質的因素。但哈佛大學的理論物理學家、被認為最有可能獲得諾貝爾物理學獎的女科學家麗莎·藍道爾（Lisa Randall）不這樣想，她認為暗物質確實存在，而且它的存在還可能威脅到了地球的安全，6600萬年以前恐龍的滅絕可能正是與暗物質有關——她為此還寫了一本介紹物理學的暢銷書《暗物質與恐龍：宇宙中驚人的關聯(lián)性》（Dark Matter and the Dinosaurs：The Astounding Interconnectedness of the Universe）來闡述自己的觀點。

扁平圓盤形狀的銀河系，寬度大約有13萬光年，在圓盤中心的厚度則大約是2000光年。太陽系在這個圓盤的邊緣，圍繞著銀河系進行“公轉”，大約每2.5億年會繞行銀河系的圓盤一周。這種公轉還伴以上下的波動，大約每3000萬年會穿越一次銀河系的圓盤。問題在于，銀河系的圓盤可能同樣也是暗物質聚集的區(qū)域。雖然暗物質與普通物質并不經常發(fā)生相互作用，即使穿越暗物質，地球生物也可能無知無覺，但是暗物質的引力作用對于太陽系和地球的影響卻不可忽視。

藍道爾教授認為，每3000萬年穿越一次銀河系的暗物質，由于引力的作用，很可能會牽引太陽系邊緣的彗星和小行星進入太陽系內部，最終撞擊地球。不僅如此，暗物質在穿越地球的核心區(qū)域時，引力作用同樣會直接作用于地球，大幅度提高地球內部的溫度，從而導致更加劇烈頻繁的火山爆發(fā)、磁極翻轉、海平面上升——所有這些因素加在一起，就足以造成地球生物的周期性滅絕。

超新星爆發(fā)

從某種意義上來說，我們都是超新星爆發(fā)的產物。在宇宙中，氫、氦兩種元素占到普通物質總量的98%，但僅憑這兩種元素無法形成地球上豐富復雜的生命，甚至無法形成地球。宇宙中大多數比氧元素更重的元素，都是來自超新星爆發(fā)，太陽系中富含金屬元素，可能也正是源于在太陽系形成之前，附近的幾次超新星爆發(fā)。但是在太陽系形成之后，遠離超新星爆發(fā)，可能正是地球上的生命得以存在的關鍵因素。因為一次足夠近的超新星爆發(fā)，就足以毀掉整個太陽系。

超新星爆發(fā)是恒星的爆炸。在雙星系統(tǒng)中當一顆碳氧白矮星從它的伴星那里不停地獲取質量，達到某一個極限時，白矮星就會發(fā)生超新星爆發(fā);當一顆恒星走到生命的盡頭，自身的核燃料燃燒殆盡，它的質量會開始向恒星中心轉移，直到中心的物質密度過高，無法承受自身引力時，也可能發(fā)生超新星爆發(fā)。人類觀測到的超新星爆發(fā)大多發(fā)生在銀河系之外，在銀河系內，可能是由于宇宙塵埃的阻礙，反而不容易觀測到超新星爆發(fā)。上一次還是由德國天文學家約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）在1604年觀測到了在銀河系內部發(fā)生的超新星爆發(fā)，當時那顆位于蛇夫座的超新星距離地球1.3萬光年。

一顆被命名為仙后座A的超新星爆炸后的“殘骸”（攝于2006年8月29日）

超新星對于人類的天文學研究有重要意義，天文學家通過觀測某種特殊的超新星來判斷一些遙遠的天體與地球的距離，它們因此被稱作“標準燭光”（standard candle）。但超新星爆發(fā)并不一定總是發(fā)生在遠離地球的地方：地球上本沒有一種鐵的同位素“鐵-60”，只在月球土壤中發(fā)現(xiàn)過這種同位素，但是在1999年，一些物理學家在大約500萬年以前形成的地球地層中發(fā)現(xiàn)了大量的鐵-60同位素，這說明大約在700萬年和200萬年之前，有兩次距離地球大約320光年的超新星爆發(fā)的產物到達了地球。如果超新星爆發(fā)距離地球更近一些，就可以產生大量的高能宇宙射線，在到達地球時與大氣層中的分子相撞，產生出的粒子會傷害人類的細胞和DNA，造成基因突變，增加人類患癌癥的風險，更多的宇宙射線則足以摧毀地球的臭氧層，并且改變大氣層的化學成分，帶來更大的危險。

根據天文學家估計，在過去的1100萬年里，在距離地球420光年以內的范圍里曾經發(fā)生過20次超新星爆發(fā)，這些爆發(fā)足以在地球上留下化石痕跡，并且可能對于生物的進化產生影響。盡管目前還沒有任何證據證明超新星爆發(fā)促成了地球上的任何一次物種滅絕，但是根據估算，如果在地球30光年以內的范圍里發(fā)生超新星爆發(fā)，足以對地球生物造成滅絕性的后果。幸運的是，在這個范圍內并沒有太多恒星足以對地球造成威脅。

伽馬射線爆發(fā)

在宇宙中論起天體活動的激烈程度，和伽馬射線爆發(fā)相比，超新星爆發(fā)只能算是小巫見大巫。天文學家們時常可以監(jiān)測到宇宙深處發(fā)生的伽馬射線爆發(fā)，從持續(xù)幾微秒到幾小時，時間和強度各不相同。造成伽馬射線爆發(fā)的原因可能各不相同，有些是因為恒星爆炸造成，也有些超強伽馬射線爆發(fā)的原因至今不明。同樣幸運的是，這些天體活動也都距離地球極為遙遠。

當質量極大的恒星到了生命盡頭，它的內部會塌縮為黑洞，同時會在恒星兩極噴射出能量極高、方向性極強的伽馬射線。電腦模擬顯示，即使是在數千光年之外的一次伽馬射線爆發(fā)射向地球，也可能導致地球大氣層的臭氧層消耗，大氣層中化學成分改變，酸雨和氣溫大幅降低。有科學家認為，在銀河系的一個懸臂上，一次距離地球6000光年的伽馬射線爆發(fā)可能就是造成4.4億年前地球上85%的海洋生物消失的奧陶紀-志留紀滅絕事件發(fā)生，地球隨后進入冰河期的主要原因——問題在于小行星撞擊也有可能導致同樣的后果，而且在地球也曾經有過沒有發(fā)生物種大滅絕的冰河期。

伽馬射線爆發(fā)一旦襲擊地球，對于海洋生物的影響可能會非常嚴重。最初到達的伽馬射線可能會剝離空氣分子中的電子，這些自由電子進而會激發(fā)其他空氣分子發(fā)射出紫外線。在實驗中，伽馬射線爆發(fā)所激發(fā)的紫外線可以穿透75米的純凈海水，摧毀一種海洋浮游植物進行光合作用所必需的酶。海洋中進行光合作用的浮游植物不僅消化了大氣層中大量的二氧化碳，也是海洋食物鏈中的重要一環(huán)，如果這些植物消失，所有海洋生物都會面臨滅絕的危險。

稍微令人感到安心的是，在銀河系中并不經常發(fā)生伽馬射線爆發(fā)，原因之一可能是銀河系是一個富含金屬元素的星系，而伽馬射線爆發(fā)經常發(fā)生在缺少金屬元素的環(huán)境中。目前，有很多天文學家正饒有興趣地關注著距離地球8000光年之外的一顆正在演化的大質量沃爾夫-拉葉星（Wolf-Rayet star）“WR 104”。這個在1998年被人類發(fā)現(xiàn)的天體處于一個雙星系統(tǒng)中，天文學家們認為它在50萬年之內隨時都有可能發(fā)生超新星爆發(fā)，并造成伽馬射線爆發(fā)。恒星爆炸時會在兩極形成噴流，而它所處的角度有可能對地球造成危害。

有些電腦模型顯示，地球每10億年可能就會遭受一次強烈的伽馬射線爆發(fā)，但是地球在短期內遭受伽馬射線爆發(fā)襲擊的可能性微乎其微。美國航空航天局利用費米伽馬射線空間望遠鏡進行研究的天體物理學家大衛(wèi)·湯普森（David Thompson）曾經形容地球被一次強烈的伽馬射線爆發(fā)襲擊的可能性，大概相當于他在自家的衣櫥里發(fā)現(xiàn)一只北極熊——這種可能性雖然存在，但是并不值得太過擔心。