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你为什么感觉不到地球在转? 因为你和地球是一起转的。道理就这么简单。你坐在时速350公里的高铁上,照样能稳稳当当喝茶看书。只有当车突然刹车或加速,你才会被甩一下。这就是惯性定律。 地球已经转了45亿年,转得又稳又匀。你、空气、大海、高山,所有东西都跟着同一个节奏走。太空几乎是真空的,没什么阻力能提醒你正在以惊人速度飞驰。 你的耳朵里有个负责感知平衡的小器官,它是设计来检测你走路、跑步的,不是用来感知一颗直径上万公里的星球旋转的。它能察觉到加速度,却感觉不到匀速运动。 所以你能感觉到汽车启动那一下,却感觉不到车子稳定行驶。 但科学家有办法证明地球在转。1851年,一个法国人弄了个超长钟摆让它自由摆动。几个小时后,摆的方向看起来偏了。其实不是摆在偏,是地面在它下面慢慢转。这就是傅科摆。 地球自转可不是闹着玩的。它决定了昼夜交替,稳定了磁场,保护我们不被太阳辐射烤焦。要是地球不转,一半会被晒成焦炭,另一半会冻成冰坨。 旋转是地球的专利吗?当然不是。整个宇宙都在转。 恒星怎么形成的?一团气体尘埃云在引力下收缩,越缩越小,越转越快。这就是角动量守恒,跟花样滑冰运动员收紧胳膊转得更快是一个道理。 每颗行星都继承了这种旋转。地球的24小时自转,就是当年那团尘埃云留下的遗产。太阳每27天自转一次,银河系每2.3亿年转一圈,带着几千亿颗星星跳螺旋舞。 韦伯望远镜拍到的那些远古星系,光走了一百三十多亿年才到地球,连这些宇宙婴儿期的星系都在转。科学家从光谱一边红移一边蓝移看出了旋转的铁证。 是谁让这一切开始转起来的? 答案藏在宇宙最早期的瞬间里。大爆炸后十的负四十三次方秒内,物质、能量、空间刚刚开始展开。研究宇宙微波背景辐射的科学家发现那上面有微小的温度波动,只有百万分之几度的差别。正是这些微小的不均匀,后来长成了星系、恒星、行星,还有我们。 更诡异的是,这些波动好像有点规律,有一种大尺度的扭曲。宇宙在最大尺度上可能有个首选的旋转方向。 这个旋转怎么启动的?关键在量子涨落。当宇宙还比原子小的时候,能量会随机抖动。大爆炸发生时,这些微小抖动被一次超快速膨胀放大了。那次猛烈的拉伸,可能把一些量子抖动变成了漩涡。 宇宙的第一次旋转,就这么诞生了。 物理学家给这个答案起了个名字:对称性破缺。在宇宙最初那一瞬间,四大基本力还都是一体的。随着宇宙冷却,它们开始分家。当
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你以为自己正安稳地躺在床上刷手机? 错了。你正在以每秒600公里的速度,在宇宙中疯狂坠落。 这不是比喻,是物理学家用几十年算出来的真相。 先别慌,我们一层一层拆解你正在经历的这场狂奔。 地球在转,你知道的。赤道上的人每秒跑465米,这是第一层运动。地球绕着太阳跑,每秒30公里,这是第二层。太阳系绕着银河系中心跑,每秒230公里,这是第三层。 三层叠加,你已经快到没法想象了。 但真正让人头皮发麻的,是第四层。 上世纪70年代,科学家在看宇宙微波背景辐射的时候,发现了一件怪事。狮子座方向的辐射偏热,宝瓶座方向偏冷。 这不是温差,是多普勒效应。就像救护车朝你开过来声音变尖,开过去变沉。光也是一样,朝你来的变蓝,离你去的变红。 这组数据告诉我们:银河系正带着整个本星系群,朝着半人马座和长蛇座方向,以每秒600公里的速度狂奔。 每秒600公里。一小时216万公里。 问题来了:是什么东西在拉我们? 科学家知道有个东西在拉,但看不见它。因为它躲在银河系的“隐匿带”后面。银心有几千亿颗恒星,还有厚厚的星际尘埃,像一堵墙,挡住了所有可见光。 我们能感觉到引力,却看不见引力的主人。只能根据拉力的强度推算:这个东西的质量,相当于一亿亿个太阳。 80年代,科学家换了个思路。看不见本体,就看周围的运动轨迹。 他们分析了几百个星系的本动速度,画出了一张宇宙河流图。室女座星系团、长蛇座星系团、半人马座星系团,像百川归海,全部流向同一个引力洼地。 再配合X射线和射电望远镜,终于锁定了那个藏起来的巨兽。 它叫巨引源。位于1.5亿到2.5亿光年外的矩尺座星系团区域。不是单个黑洞,是无数星系团汇聚的质量密集区。古老星系、炽热气体、暗物质,全部堆在一起,形成了这个深不见底的引力坑。 案子破了? 没有。新问题来了。 算下来,巨引源的质量只够提供44%的引力。剩下的56%呢?银河系被什么别的东西拽着? 答案更恐怖。 巨引源背后6.5亿光年,藏着夏普力超星系团。那是邻近宇宙最大的结构,包含8000多个星系,质量是银河系的1000万倍以上。 它在拉巨引源。而银河系,只是被顺带扯了一下的尘埃。 2014年,天文学家终于画出了全景图。银河系、巨引源、夏普力超星系团,都属于一个更大的结构——拉尼亚凯亚超星系团。跨度5.2亿光年,包含10万个星系。 巨引源,就是这个庞大
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你以为地球是人类的家园? 错了。这是一座你永远逃不出去的宇宙监狱。想出去?门在四万光年之外。这个距离,足够让人类文明重演八遍。 1977年,旅行者一号以每秒十七公里的速度往太阳系外狂奔。到今天,它飞出去二百四十多亿公里,是人类造过的最远的东西。但它连太阳系的门槛都没迈出去。到最近的比邻星,它还得再飞四万年。等它到了,人类早灭绝了。 你可能觉得,那是旅行者一号太慢,换个快的就行了? 比邻星离我们4.24光年,大约四十万亿公里。如果把太阳系缩成一枚硬币,比邻星就是两百米外的另一枚硬币。而这还是最近的星星。那些夜空里紧挨着的星星,距离大到你的脑子根本处理不了。 但距离不是最要命的。真正要命的是速度限制。 爱因斯坦说,光速是宇宙极限,每秒三十万公里。任何有质量的东西都达不到。你就算把飞船造得再牛,也只能无限接近。 假设我们能飞到光速的一半,到比邻星也要八年多,还没算加减速。目前最快的帕克太阳探测器每秒一百九十五公里,是光速的万分之六点五。按这速度去比邻星,要六千五百年。 NASA有个“突破推进物理计划”,研究了六年曲速引擎、虫洞、量子纠缠。最后结论:把一个小探测器送到比邻星,需要的能量相当于整个木星的质量转化成纯能量。人类有史以来全部能量加起来都达不到零头。 就算能量解决了,还有宇宙辐射。 星际空间飘着被超新星加速到近光速的高能粒子。飞船一进去,这些粒子会像子弹一样穿透船体,把电子设备炸成废铁,把宇航员变成辐射尸体。加州大学有笔账:一克重的探测器加速到光速的20%,撞上一粒星际尘埃,冲击力相当于一颗小型核弹。 你说那造艘超级大、超级结实的飞船? 送一万人去另一颗星球,人少了就近亲繁殖。七十年代的斯坦福环形空间站方案,让这一万人在地球轨道上生活就要一万亿美元。去星际还要再乘几千倍。 英国星际学会的戴达罗斯计划,设计了一艘五万吨的无人核聚变火箭,燃料要三万吨氘和两万吨氦三。氦三地球上稀有,得去木星大气层采,光是建采矿设施就够人类忙几百年。更讽刺的是,人类搞了七十多年核聚变,到现在还没真正实现可控。 NASA的双胞胎实验,宇航员斯科特在国际空间站待了一年,回来7%的DNA表达变了,认知下降,心血管出问题,免疫系统开始攻击自己。国际空间站离地球才四百公里,还在磁场保护范围内。去比邻星是几十年暴露在宇宙辐射里。NASA首席辐射科学家说,火星任务让癌症风险增
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