用文字丈量宇宙

昕山子

如果你很喜歡科幻作品的話，那么你會發現，無論里面包含多少神奇的世界或不同尋常的科學概念，大多數宇宙題材的科幻作品（或者叫做“太空歌劇”），其故事核心都與人類（或類似人類的生物）有關。畢竟，這是我們所關心的，也是最容易理解的。而在實踐中，這意味著大多數科幻作品都發生在與人類相關的地方，比如在一顆行星上或一艘宇宙飛船中。科幻作家的真正挑戰，是如何把故事與人類的情感以及人類所熟悉的時空觀結合好，同時還能描述出宇宙本身最為重要的屬性——巨大。

宇宙太大了

宇宙的大，總是令人難以置信的。我們說，可觀測宇宙范圍有數百億光年，但作為人類，要想真正理解這個尺度的唯一方法，就是將問題分解成一系列的步驟，從我們可以理解的尺度開始。

一個從迪拜到舊金山的直達航班全程1.3萬千米，這差不多等于地球的直徑。太陽大得多，它的直徑大約是地球的100倍。地球和太陽之間的距離大約是太陽直徑的100倍，接近1.5億千米。如果把太陽比作一只籃球并位于籃球場的一端，那地球就像一粒沙子，并位于籃球場的另一端圍繞太陽旋轉。其中，地球到太陽的平均距離，還是一個長度單位，叫做天文單位。例如，于1977年升空的旅行者1號探測器現在離太陽大約有137個天文單位。

但是其他的恒星都更加遙遠。最近的恒星則是比鄰星，離太陽大約有27萬個天文單位，或4.25光年。你可以在太陽和比鄰星之間并排填滿3000萬個太陽。如果太陽如你眼前的一分錢硬幣那么大，比鄰星則會處在560千米以外。著名科幻小說《銀河系漫游指南》中，沃貢人在比鄰星那里公示了一個拆遷通知：因修建星際快速通道，準備拆遷擋道的地球。但在公示的50年里，人類都沒能力抵達比鄰星去看那個通知。沃貢人以為地球人同意了，于是，地球毫無預兆被強拆，人類文明也就毀滅掉了……這段搞笑的故事其實就是在說，4光年的距離仍是難以置信的長。

但事實上，4光年其實就是銀河系內恒星之間的平均距離。而擁有1000億至4000億顆恒星的銀河系，其直徑大約有10萬光年。如果仍把太陽縮小為一枚一分錢的硬幣，那么銀河系的直徑大約有1200萬千米，比地月距離的30倍還要長。

不過，在過去的20多年里，真正令人激動的天文學發現之一是銀河系中大多數的類似太陽的恒星都有行星相伴，其中一些類似地球的行星氣溫適宜，表面上可能會有液態水。然而，抵達這些行星卻是另外一回事了。如果旅行者1號是飛向比鄰星那里的話，那么也許需要7.5萬年才能抵達那里。

而在一個世紀前，天文學家才發現深空中所謂“螺旋星云”其實并不是銀河系中的星云，而是與銀河系一樣的離我們很遠的星系。現在，我們知道仙女座星系是離我們最近的大星系，距離我們約為250萬光年。目前檢測到的最遙遠的星系是GN-z11星系，離我們有134億光年，位于大熊座方向。宇宙大爆炸發生在138億年前，意味著大爆炸以后4億年該星系就存在了。

科幻作家常常使用各種技巧來跨越這些星際距離。比如，把乘客冷凍起來，使他們在漫長航行中處于休眠狀態；或者，直接讓飛船以接近光的速度來行駛。此外，更加未來化的科學概念，比如曲率引擎或蟲洞，也常常用來當作穿越星際的手段。然而，宇宙還有著更為宏大的東西。

挑戰難以置信的大

20世紀20年代，天文學家發現了宇宙在膨脹。而在20年前，天文學家還發現宇宙在某個未知因素作用下在加速膨脹，我們把這個未知因素稱之為暗能量。暗能量作用于宇宙的整體，那么如何把類似這樣的宏大概念很好地融進科幻作品中？

故事并沒有就此止步。因為宇宙在膨脹，一些區域中的星系發出的光可能始終來不及抵達我們。這些區域處在可觀測宇宙之外，那里會有什么特別之處嗎？此外，一些理論認為，宇宙大爆炸產生不止一個宇宙，我們的宇宙可能只是眾多（也可能是無限多的）宇宙的一員。而這個“多元宇宙”的廣闊，可能完全超出了我們的理解。

美國天文學家奈爾·德葛拉司·泰森曾說：“宇宙沒有義務對你講得通。”同樣，宇宙也沒有義務為科幻作家講故事提供方便。宇宙中絕大多數是真空，而星系之間、恒星之間的距離也是不可思議地遠，遠遠超越了人類熟悉的尺度。捕捉宇宙的真正規模，并以某種方式把它與人類的故事結合起來，對任何科幻作家都是一項艱巨的挑戰。英國作家奧拉夫·斯塔普爾頓就接受了這個挑戰。在他所寫的小說《造星者》中，恒星、星云以及整個宇宙都是有意識的，這種跨越星際的智慧生命，能從天文學的角度來考慮所有的事物……

相對于浩瀚的宇宙來說，人類實在是太渺小了，微不足道。但難能可貴的是，我們的大腦仍然可以在某種程度上理解宇宙究竟有多么大。如果你想寫一部“太空歌劇”，可以去挑戰一下，不妨試著去描繪出宇宙的難以置信的大。

（摘自2017年07期《大科技·科學之謎》）endprint