①一把抓起的沙子,约有一万粒,比我们在晴朗夜晚裸眼所见的星星更多。但能被看见的繁星,只是距离地球最近恒星中很少很少的一部分,而宇宙宽广无垠:宇宙中的恒星总量,比地球上所有沙滩的沙子加起来还要多。
②古代天文学家总想从星辰的排列组合中解读出深意,但星座不过是一组组随机散落的恒星。有些星辰闪亮,只因为离地球较近,另一些黯淡的星辰其实异常耀眼,然而太过遥远。我们和群星间隔着惊人的距离,所以不管你走到地球的哪个角落,星座看起来都一个样。从俄罗斯一直走到美国,夜空不会变化。从天文学的尺度来说,俄罗斯和美国是同一个地方。在地球上进行小小的位移,是看不出星座的立体结构的。想换个角度看星座,我们至少得旅行到几光年外——这是恒星间的平均距离,而一光年差不多有十万亿千米。如此一来,星图就会发生巨大变化,有的恒星会离开某个星座,有的则会进入某个星座。星空将呈现迥异的面貌。
③到目前为止,人类的技术还不足以支持这样的星际旅行,在可见的将来恐怕也不行。不过计算机能够为邻近星系做出三维模型,让我们来一场短途旅行——比如我们可以看到绕着北斗七星走上一遭,星座会发生什么样的变化。随着视角改变,我们会看到星座完全扭曲成了另一个形状。所以外星居民所见的星座,与我们在地球上看到的大相径庭。星座不只随空间,也会随时间的变化而变化。如果我们在一个地方待得够久,就会看到有时候恒星凑成星团,成群结队地移动;或是一颗孤零零的恒星抛下它的同伴独自远行;从长远来看,旧星座终将消失,新星座不断诞生。一些偶然的情况下,双星系统中的一颗发生爆炸,伴星不再受到它引力的束缚,会保持着原有的速度一头冲入深空,犹如弹射出的弹丸。群星也会诞生、演化、死亡。只要有耐心,我们就能看到新的星星出现,老的星星消失,天空的图案逐渐扭曲变化。
④甚至人类短短的百万年历史中,星座就已经发生了变化。电脑不但能使人在空间中旅行,也能带人穿越时间。反推恒星的运动,会发现一百万年前那北斗七星更像一支长矛,和今天完全不一样。如果乘坐时间机器去往某个未知的年代,理论上是可以通过观察群星来推断时间的。同理,计算机模拟也能推演未来。如图为狮子座今天的模样(左),和它一百万年后在地球上看起来的样子(右)。
⑤空间和时间彼此交织。不回溯时间,就看不见空间。光的速度很快,然而宇宙如此辽阔,群星相隔甚远。太阳和银河系中心相距 3 万光年。银河系和最近的旋涡星系 Ml——它也在仙女座——隔了 200 万光年。我们今天看到的光子离开 M31 时,地球上连第一个人都没有出现。而从地球到最遥远的类星体,有 80 或 100 亿光年的距离。就是说,我们看到的类星体,是它们远在地球甚至银河系形成之前的样子。
⑥光速的局限不只体现在太空中,但只有天体间离得够远,才足够体现光的速度。如果你的朋友在房间另一头,和你相隔 3 米,你看到的也不是“现在”的她,而是一亿分之一秒“以前”的她,即 0.01 微秒。“现在”和 0.01 微秒“以前”的差距实在太小,难以察觉。但换个情况,当我们观察 80 亿光年外的类星体时,这个知识就变得非常重要。
⑦两台“旅行者号”航天器正以光速的万分之一前进。如果以这个速度驶向比邻星,也要 4 万年后才能抵达。我们未来能否用更少的时间穿越浩瀚苍穹抵达比邻星?我们能接近光速吗?光速到底为何神奇?我们能否超越它?
⑧如你所见,空间和时间彼此交织。行星和恒星也和人类一般,从生到死。人的一生短短数十载,太阳的寿命则是我们的一亿倍。与群星相比,我们就像朝生暮死的蜉蝣。在真正的蜉蝣眼里,人类恐怕也是迟钝缓慢,甚至不怎么动弹的物体。从恒星的角度来看,人类,这种数量多达几十亿,生命转瞬即逝的生物,都挤在一个异常寒冷、坚固,而且遥远的硅酸盐铁球体上。
⑨放眼宇宙,每一颗行星的未来都由它们当下的变化决定。而我们的小小星球,恰好处在历史的重要分岔口。这个岔口的重要性不亚于 2500 年前爱奥尼亚科学家和神秘主义者之间的那场对决。无论我们在这个时代做出什么抉择,都将深深影响一代又一代子孙,以及他们通往群星的命运。
(摘编自卡尔·萨根《宇宙·时空之旅》)