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蟲洞和黑洞

蟲洞是個(gè)物理概念，在各類科幻作品影響下，很多普通人也熟悉這個(gè)詞。根據(jù)廣義相對(duì)論，宇宙并非平直伸展，在強(qiáng)大引力等原因作用下，空間，甚至?xí)r間，有可能卷曲起來，如果這時(shí)在適當(dāng)位置“挖”個(gè)洞，就能迅速“飛”到另一邊了，這就是曲速航行（后面會(huì)講到，《星際迷航》就是這么干的）。所以，蟲洞就是宇宙中可能存在的連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道。人們認(rèn)為，透過蟲洞可以做瞬時(shí)的空間轉(zhuǎn)移或者做時(shí)間旅行。但迄今為止，人類并未觀測(cè)到蟲洞存在的證據(jù)，它只是人們的假設(shè)而已。

而黑洞是另一個(gè)接近被證實(shí)的天文假說。它是質(zhì)量極大的天體，以至在一定距離內(nèi)，即使光也無法逃脫其引力。把光速作為環(huán)繞速度，引力作為向心力，來估算得出該距離，它也被稱為“不可逃逸”邊界或“事件視界”。邊界外的觀測(cè)者無法得到內(nèi)部信息，因?yàn)樽鳛樽羁煨畔鬟f手段的光無法越出邊界，但外界物質(zhì)仍會(huì)受到引力的作用落入視界內(nèi)，即“只入不出”。但是，霍金的研究表明，黑洞也有向外的輻射，并非單純的引力陷阱，所以曲速航行也許并非虛構(gòu)，特別是在只傳送基本粒子時(shí)。

觸摸星空——太空美景和現(xiàn)實(shí)

美劇是科幻不是科普，編劇也不一定有足夠的專業(yè)知識(shí)。以《星際迷航》為例，50年間已被抓出許多“bug”，如真空中不能屏氣等。然而很多時(shí)候，幻想和現(xiàn)實(shí)只有一線之隔，同樣是在這部劇中，手機(jī)就從和曲速航行一樣不靠譜的幻想變?yōu)榱巳耸忠徊康默F(xiàn)實(shí)。

作為太空科幻，關(guān)于天文的名詞和影像的出現(xiàn)概率往往很高，這可能是有NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）支持的原因。劇集中的太空美景不但漂亮，在天文學(xué)上也準(zhǔn)確且富有教育意義，只不過它們是用超大口徑天文望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)時(shí)間拍攝得到的，身臨其境反而看不到，因?yàn)榫嚯x太近，觀察時(shí)間也太短。

當(dāng)然，也有劇烈到肉眼就能看到連續(xù)變化的天文現(xiàn)象，如超新星爆發(fā)。這種突然變亮的星體只有數(shù)周壽命。2016年1月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的ASASSN-15lh就是一顆由中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的，迄今最亮的超新星。

起源和終結(jié)——大爆炸與超新星

宇宙起源仍是個(gè)迷，“大爆炸”理論認(rèn)為宇宙誕生于奇點(diǎn)爆發(fā)，這一刻同時(shí)啟動(dòng)了時(shí)間和空間，或者說，時(shí)間本身就是空間擴(kuò)張的度量。據(jù)此，宇宙始于137億年前，并從那時(shí)起維持著不斷膨脹的過程。宇宙膨脹的觀測(cè)證據(jù)來自1922年美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)的“紅移”現(xiàn)象，即不管往哪個(gè)方向看，遠(yuǎn)處星系都在急速離去，因此光譜比應(yīng)顯現(xiàn)的偏紅。1990年發(fā)射的哈勃望遠(yuǎn)鏡為紀(jì)念他命名，它也進(jìn)一步找到了宇宙起源的證據(jù)，如位于大熊座方向的嬰兒星系gn-z11。一般認(rèn)為，大爆炸之初，物質(zhì)只能以基本粒子形態(tài)存在，之后隨著宇宙不斷膨脹，溫度和密度下降，才凝聚成原子和分子，進(jìn)而構(gòu)成氣體為主的星云，再在萬有引力等作用下逐步凝結(jié)成恒星和行星。通過哈勃望遠(yuǎn)鏡和其他設(shè)備對(duì)多個(gè)恒星形成區(qū)，如獵戶星云的觀測(cè)，表明濃密氣體和塵埃盤是年輕恒星的標(biāo)志，這和較早的恒星形成假說能夠互相印證，但更多的宇宙歷史還屬于未知。

超新星則是另一種情況，這個(gè)名詞來自早期天文觀測(cè)，指突然出現(xiàn)在天空中的亮星，持續(xù)時(shí)間一般很短，從幾周到幾個(gè)月。根據(jù)現(xiàn)在的天文學(xué)研究，超新星并非恒星的誕生，而是恰恰相反——恒星的死亡。眾所周知，恒星發(fā)光發(fā)熱是內(nèi)部核聚變的結(jié)果，聚變物質(zhì)最初是氫和氦，其后依次演化為碳、硅等。大質(zhì)量的恒星，如大于8倍太陽時(shí)，后期核心區(qū)硅聚變產(chǎn)物鐵-56積累，往往會(huì)發(fā)生大規(guī)模爆發(fā)，表現(xiàn)為亮度劇增和高速拋出恒星物質(zhì)，這就是超新星爆發(fā)的真相。如果在恒星壽命最終維持聚變的溫度不足，則可能發(fā)生引力坍縮，演化為白矮星之類高密度星體，坍縮過程中也會(huì)拋出一些物質(zhì)。這些原子序數(shù)較大，同時(shí)帶有一定動(dòng)能的物質(zhì)可能成為新恒星啟動(dòng)的動(dòng)力源，或凝結(jié)成新的行星，有設(shè)想認(rèn)為地球等存在鐵核的行星就是這類恒星爆發(fā)的產(chǎn)物。

宇宙，最后的邊疆

進(jìn)入21世紀(jì)，探索太空不再僅僅因?yàn)槠浔旧矶?dòng)人心，但宇宙仍是人類最后的邊疆。隨著地球上資源日漸匱乏，人口密度一再攀升，人們總會(huì)不由自主地仰望星空，幻想在那片遙遠(yuǎn)深邃的天穹之后，還有一片可以繁衍生息的世外桃源。

2014年，美國(guó)科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)一顆距地球僅16光年的類地行星Gliese 832c，2016年又有團(tuán)體公布在離太陽系最近的恒星——比鄰星附近發(fā)現(xiàn)類地行星，距地球只有4.24光年，表面可能含有生命必需的液態(tài)水。顯然，“尋找新世界、新生命和新文明，勇敢地到達(dá)人類未曾到過的地方”仍將是人類未來的主旋律之一。更不用說，隨著天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)成功發(fā)射與對(duì)接，新一輪大宇航時(shí)代也許即將在中國(guó)開啟。