人类对于宇宙的认知是呈螺旋状上升的,就如同孩子眼中的世界会随着年龄的增长变得不一样起来。小时候大家应该都经历过以自我为中心的阶段,那时在我们眼里广阔的宇宙都算不上什么,毕竟在我们心中“自己最大”。可是随着接受教育,对这世界的了解越来越多,一切都有了变化。
一起来探索宇宙
我们渐渐感受到自己对于这世界而言是微不足道的,开始思考起生命的意义。全人类亦是如此,航天科技的发展为我们带来了探索宇宙的机会,可是随着探索的深入,我们发现对于宇宙而言,地球相当于是一颗沙子,而人类是细菌。这一切,还要从飞得最远的飞船,拍摄的地球照片说起。
亲爱的地球母亲
宇宙之中的“暗淡蓝点”
自从认识到宇宙的广阔以后,人类开始尝试向宇宙之中发射探测器,这些探测器肩负着不同的任务,但归根结底都是为了帮助人类了解宇宙。其中比较有名的莫过于“旅行者系列”探测器了,这一系列共有两个探测器,分别是旅行者一号和旅行者二号。
旅行者号结构
为地球拍摄照片的正是旅行者一号探测器,截止2019年时,它已经飞到了距离太阳211亿公里的位置,距离地球大约有217亿公里。它是迄今为止人类制造的飞行了最远距离的探测器,飞行时间已经达到了45年。
旅行者一号是在1977年的9月5日发射的,最初它的任务是代替人类访问木星和土星并拍摄相关照片,不过在它顺利完成任务后,科学家发现它竟然还有充足的能源,于是就为它安排了探索外太阳系的新任务。也就是说,目前旅行者一号仍然处在工作当中,甚至与人类还能保持联络。
旅行者一号1977年9月5日发射
旅行者一号其实与旅行者二号是一对双胞胎兄弟,从外观上来看基本相同,因为结构是大概一致的。不过旅行者一号的两台摄像机的图像分辨率要更高一些,再者它的天线也更大,同位素核能电源耕作时间更长,这对于长途飞行中与地球保持通讯是很有利的。即便如此,信息传送的时间也很长,所以开始科学家只是希望它能顺利完成探访木星和土星的任务。
旅行者号
但是旅行者一号的发射时间刚好遇到了“行星几何排列”的情况,所以在旅行的过程中可以借助行星引力来提速节省燃料。这也是为什么,它在飞行这么久之后,能源供给仍然跟得上的原因。
2014 年9月13日,美国宇航局召开新闻发布会,宣布37年前发射的旅行1号探测器已经进入星际空间,正在飞向别的恒星。
在外游离了13年的旅行者一号
对旅行者一号探测器的情况有了大致的了解之后,就让我们一起来看看它在完成任务之后拍摄的地球照片。这张照片的拍摄时间是1990年的2月14日,这时的旅行者一号已经离家出游13年了。
当时地面的指挥部发出指令,让旅行者一号回望并将造访过的行星都拍摄下来。这之中就有一张拍摄到了地球,不过此时旅行者一号与地球之间的距离达到了64亿公里,因此显得异常的渺小,只能看出一个“暗淡的蓝点”。
暗淡蓝点:旅行者1号拍摄地球的著名照片之一
或许,当大家初次看到这张照片时,根本无法发现地球就在其中,毕竟很难想象能够承载着几十亿人类生存的地球,在宇宙的尺度之下竟渺小得像一粒沙子。
美国天文学家卡尔·萨根说:
我们成功地(从外太空)拍到这张照片,细心再看,你会看见一个毫不出奇的小点。再看看那个光点,它就在这里。那是我们的家园,是我们的一切。
渺小的地球
这张照片确实引人深思,因为它第一次让人类切身感受到了地球和自己的渺小。我们的身躯和寿命和地球来比都不值一提,又遑论是宇宙呢?人类对于宇宙而言或许就像是细菌,存在与否都不重要,当认识到这一点之后,人类曾经的傲慢和睥睨天下的姿态都被击溃了。
渺小的人类
每当提到宇宙到底有多大时,我们只会看到一个又一个“天文数字”,长达十几位的数字似乎告诉我们宇宙的广阔。但是仅仅依靠数字,是很难感受到宇宙的广袤和人类的渺小的。因此旅行者一号拍摄的地球照片才会带给我们如此大的“冲击感”,毕竟眼睛看到的才能给人以最直观的感受。
宇宙中的地球
人类看到的可观测宇宙当中有着上千亿个星系,而每个星系当中恒星的数量也有千亿颗,行星的数量就更数不胜数了。所以,我们所处的太阳系以及太阳都是宇宙当中普通的一员,地球的地位自然不言而喻了。
不仅是旅行者一号传回的照片可以证明人类和地球的渺小,诸多乘着飞船进入太空的宇航员们也明确表示过,当他们进入太空之后,从舷窗向外看时总会感到一种深深地“虚无感”。
杨利伟
航天员杨利伟在飞上太空俯视地球的那一刻不禁赞叹:
人类真伟大!人类真渺小!我想人类的伟大在于人类的创造力,而人类的渺小则在于他只是自然界中的一个微小的尘埃。
最初人类在没有能力去探索宇宙时,可以与我们渺小形成对比的只有地球上的“山川河海”。当时人类就感觉到了自己并非是这世界的主宰,在自然之力面前我们是如此的脆弱和渺小。可是地球似乎给我们带来了另一种“存在感”,因为好歹现在人类是地球的“高等生物”,而地球的体积在宇宙中似乎还有些分量。
探索宇宙
不过这一点在我们发现银河系甚至更多星系的存在之后,也不复存在了。原来与宇宙的尺度相比较,地球就像是沙子,人类则是生活在砂砾上的细菌。倘若宇宙有“神识”,不使用显微镜恐怕都很难发现我们。
宇宙到底有多大?
说到这里,大家心里可能都有一个疑惑,就是宇宙到底有多大?我们即使无法畅游宇宙,能否凭借相关的手段测量出它的大小呢?
宇宙到底有多大
迄今为止,宇宙的大小人类是无法得知的。或者说宇宙本身就是一个“无限大”的存在,其形状也与我们的想象不同。我们只能根据“光的标记”来计算可观测宇宙的大小,其直径大约是926亿光年左右。可是在光线之外的宇宙是怎样的,人类是看不到的。
人们或许觉得科学家一直在用“无限”一词来糊弄民众,毕竟在无限的尺度之下,宇宙想怎么延伸都可以。但实际上这并不是科学家的敷衍,物理学当中最大的挑战就是“摆脱无限”,因为无限是没有定值的,当我们找到定值才能找到真正的答案。
宇宙是永恒无限的?
因此这些年来,有关宇宙大小的理论层出不穷,有人认为它是有限的,因为根据普朗克数据的研究,物理学家发现了宇宙的最小尺寸可能是可观测宇宙的250倍之多。更多人认为宇宙是无限的,比如说爱因斯坦,他宇宙论当中的宇宙就是永恒无限的。
此外,还有着另外一个宇宙论,认为宇宙是“多元的”。这个空间中有着许多和我们宇宙相似的“宇宙”,就像是大家吹泡泡时一起飞上天的泡泡一样挤在一起。不同的是,这些宇宙的边缘可能是交织在一起的,因此人类即使可以看到目前所处的的宇宙边界,或许也是另一宇宙延展的部分。
不论是哪一种,都向人类证明了宇宙尺度之下地球和人类的渺小。想象一下,倘若以后我们的探测器真的飞出了太阳系,抵达了星光璀璨的银河系,再回望太阳系拍摄一张照片,那之中的地球又会是怎样的呢?大约连暗淡的蓝点都完全看不见了,化身为一个肉眼无法观察到的更加微小的存在。
旅行者一号的见闻
除了著名的“暗淡蓝点”以外,旅行者一号在旅途当中还拍摄到了许多美丽的照片。这主要是因为它“不走寻常路”,路线的多变使其有机会对一些行星展开近距离拍摄。
比如说在1979年2月时,它拍到了木星表面的大红斑,这样近距离的拍摄使得我们能看出红斑实际上就是木星大气中的一类旋涡。
木星大红斑
紧接着1980年它飞过了土星,以一种近乎于全景拍摄的视角记录了土星环的模样,原来宇宙当中的星球们都形态各异,有些奇怪的组合搭配出的样子却很好看。此外,旅行者一号还在木星附近时还拍到了木卫一的图片,且从这一图片上能够看到其上存在着活火山,并且这一火山属于活火山,正在活动当中。
木卫一
如今的旅行者一号已经飞出了太阳风影响范围,从某种意义上来说算是“飞出太阳系”了。但是“电量不足”的它与人类保持联络的时间也变短了,甚至到2025年时它可能就与我们彻底失联了。届时它会开始在宇宙之中漫无目的的漂流,成为流浪探测器。
自由飞翔
虽然到时候旅行者一号就无法给我们传递回更多的信息了,但是它却会带着“人类的声音”一直在宇宙当中旅行,说不定哪一天就等到某个“有缘人”将其捕捞起来。这时他们就能听到来自人类文明的声音,因为旅行者一号上搭载着一张金属唱片。唱片当中记录着55种人类语言,还有115段影像。
如图所示
在金唱盘表面,科学家们用宇宙通用的物理语言,标出了太阳在宇宙中的位置。在唱盘左下方,标识了14颗脉冲星和太阳的相对位置图。脉冲星是一种能够以特定频率向外辐射电磁波的天体,每颗脉冲星的频率都是独特的。
时空穿梭的设想
这样看来,想要在如此大尺度的宇宙当中穿梭,必然要借助一些工具。大家可能会想到光速飞船,但实际上超快的光速和宇宙比起来也不算什么。所以,最方便的还是依靠虫洞,这种宇宙当中的“特殊隧道”。
模拟“虫洞”
如果说宇宙的时空是一个苹果,虫洞就是连接表面两个点的特殊存在。通过这个虫洞,我们就能快速抵达两点。这样来看,虫洞完全就是开挂般的存在,而且它不仅连接着空间,还连通了时间,这就意味着我们可以通过虫洞穿越到过去或者是未来。
不过,虫洞的“体型”应该是比较小的,所以人类想要穿过它势必要对其进行扩张。以我们现在的科技来说,想做到这样是不太可能的,只能寄希望于未来的发展了。
“虫洞”
期待人类能够利用虫洞实现穿越的那一天!那时,我们才算真正证明了人类是“渺小且伟大”的存在。
旅行者金唱片