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周一 · 最新發(fā)現(xiàn) | 周二 · 牧夫?qū)?/strong> 周三 · 太空探索 / 周三 · 天文測試 周四 · 觀測指南 | 周五 · 深空探測 周六 · 星空的詩 | 周日 · 天文周歷 目前，我們對宇宙的觀測數(shù)據(jù)還非常有限，如果我們?nèi)鄙訇P鍵信息，很可能會做出錯誤判斷。一個名叫布勒的人提出一個有趣的問題：假設一個智慧文明誕生于幾十億年后，因為宇宙在加速膨脹，他們能夠看到的星光會非常有限，他們會如何猜測宇宙模型？他們很可能會得出不一樣的猜測。這樣看，我們又怎能斷言現(xiàn)在的宇宙加速膨脹模型是正確的？是否我們也很有可能錯過了其它關鍵信息？   4種不同的宇宙模型，現(xiàn)在的科研指向最右側(cè)的加速膨脹模型 Credit: NASA& ESA 讓我們聊聊幾百億年后的那個時代… 那個時候，即使他們僅僅擁有我們目前的天文觀測技術(shù)，他們還是可以觀測到天上千億顆恒星。但是不同的是：
 半人馬座A星系擁有一個塵埃盤結(jié)構(gòu)，同時它還是橢圓形狀，并擁有“衛(wèi)星”暈結(jié)構(gòu)，這說明它是一個高度演化的星系，它曾經(jīng)歷很多合并。 Credit: Christian Wolf& SkyMapper Team/ Australian National University 主要的原因是40-70億年后，本星系團中的星系如銀河系、仙女座星系都會合并成一個巨大的星系。  示意圖預示了在地球上看到的銀河系和仙女座星系合并過程的不同景象，最終會是一個合并后的充滿紅色死寂恒星的星系，它是一個沒有氣體的巨大的橢圓星系。 Credit: NASA; Z. Levay and R. Van der Marel, StScI; T. Hallas; and A. Mellinger 當這樣的大合并發(fā)生的時候，會有非常多的新星誕生，會耗盡大多數(shù)的氣體和塵埃。當整個區(qū)域都處于這樣的新星大量誕生的狀態(tài)，我們稱這樣的星系為星暴星系。在星系中到處都發(fā)生著大量中性原子迅速聚集成新星的過程，其中大質(zhì)量的恒星壽命較短，幾億年后，大質(zhì)量的恒星都演化成其他天體，剩下的是類似太陽這樣的或質(zhì)量更低的恒星。更長的時間之后，留下的主要是溫度不高的偏紅的恒星，它們雖然暗淡，但空間中阻擋我們的氣體和塵埃也會很少。  3000萬光年外的星暴星系海因茲2-10。星暴星系快速形成大量新星的結(jié)果是：未來很難再新形成恒星。 Credit: NASA 這是我們星系的未來，一個巨型的橢圓星系。在我們星系的一個未來智慧文明，天空中除了我們的本星系團外可能什么都看不到，因為暗能量的存在，星系團在加速分離?，F(xiàn)在，我們最近的星系團位于1000萬光年外。因為宇宙加速膨脹，當宇宙年齡是現(xiàn)在2倍的時候，這個距離也會翻倍；當3倍的時候，距離會是現(xiàn)在的4倍；當4倍的時候，距離會是現(xiàn)在的8倍。當宇宙1000億年的時候，離我們最近的星系也要10億光年遠。也就是說因為宇宙加速膨脹，我們會越來越孤立。  大型旋渦星系合并成一個巨型橢圓星系 Credit: NASA/ ESA 同時，宇宙微波背景輻射也所剩無幾?，F(xiàn)在，宇宙微波背景輻射水平是每平方厘米幾百個光子(僅高于絕對零度幾度)。因為宇宙膨脹，這些光子的密度和能量都在持續(xù)下降。1000億年后，每平方厘米的光子少于1個，并且它們也超出了微波波段。也就是一個未來的智慧文明很難研究出宇宙大爆炸(譯者認為：應該說很難按照我們的科研軌跡發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸，不排除有其它角度和方法！)。  宇宙膨脹下，光線的波長會被拉長。宇宙微波背景輻射也是一樣的，伴隨宇宙膨脹，宇宙大爆炸時的可見光會被拉伸為紅外波段，而到現(xiàn)在是微波波段。 Credit: E. Siegel 他們可能會認為他們的星系就是整個宇宙，也很難發(fā)現(xiàn)悄無聲息的宇宙膨脹。他們可能會發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，但如果不發(fā)現(xiàn)異常遙遠的暗弱信號，他們很可能會認為宇宙處于穩(wěn)態(tài)。  我們所處的本超星系團拉尼亞凱亞包括：銀河系所在的本星系團、室女座星系團等。然而，在暗物質(zhì)作用下，伴隨宇宙膨脹它們會彼此遠離。1000億年后，最近的也要10億光年遠，它們會比現(xiàn)在暗幾千到幾百萬倍。雖然現(xiàn)在強大的天文望遠鏡有能力觀測到它們，但那時的智慧生命是否有動機搜尋？是否能夠足夠幸運的發(fā)現(xiàn)它們？ Credit: Andrew Z. Colvin/維基百科 他們同樣會想知道星系的起源、他們是否唯一、物質(zhì)的起源、為什么很少會有年輕的藍色恒星。但是那時的智慧生命很難研究出宇宙大爆炸，至少會困擾很長很長時間。  一個孤立的星系MCG 01-02-015，它周圍最近的星系也要1億光年遠。 Credit: ESA/ Hubble& NASA 這樣看，現(xiàn)在的我們很幸運！在年輕宇宙的年代里，我們比他們更容易探索宇宙的奧秘。  我們現(xiàn)在可以觀測推斷暗能量，但如果是在110億年前，估計很難發(fā)現(xiàn)它們。 Credit: NASA/ WMAP 回到剛開始布勒提出的問題：是否我們也錯過了一些重要信息？我們現(xiàn)在認為宇宙由常規(guī)物質(zhì)、射線、暗物質(zhì)、中微子、黑洞、暗能量等構(gòu)成。但如果在更早期，中微子和射線扮演更重要的角色，而暗能量只有在宇宙幾十億年的年齡之后才易于研究。是否有其它種類的能量在我們之前就消失了？我們也錯過很多信息和探索宇宙的線索？  宇宙中的能量密度伴隨時間變化而變化 Credit: E. Siegel 就目前所知，我們認為宇宙的起源和演化可以用宇宙大爆炸和加速膨脹理論解釋，但宇宙大爆炸之前呢？我們還沒有什么明確的線索，這就是現(xiàn)在人類視野的瓶頸。對于未來的獨立智慧生命，發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸可能就是一個巨大的障礙。 作者Ethan Siegel，本文源自Forbes的宇宙大爆炸專欄 翻譯：毛明遠 | 校對：趙琨 編排：毛明遠 | 配樂：解仁江 責任編輯：解仁江 本賬號系網(wǎng)易新聞·網(wǎng)易號“各有態(tài)度”簽約賬號 專欄打賞 『天文濕刻』 牧夫出品 微信號：astronomycn 獵鷹9號升空的一個小插曲 NASA攝影師的一架熔化的單反 謝謝閱讀 |
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