登陆注册
2944600000006

第6章 埃文斯牧师的宇宙(1)

罗伯特·埃文斯牧师是个说话不多、性格开朗的人,家住澳大利亚的蓝山山脉,在悉尼以西大约80公里的地方。当天空晴朗,月亮不太明亮的时候,他带着一台又笨又大的望远镜来到自家的后阳台,干一件非同寻常的事。他观察遥远的过去,寻找临终的恒星。

观察过去当然是其中容易的部分。朝夜空瞥上一眼,你就看到了历史,大量历史——你看到的恒星不是它们现在的状态,而是它们的光射出时的状态。据我们所知,我们忠实的伙伴北极星,实际上也许在去年1月,或1854年,或14世纪初以后的任何时候就已经熄灭,因为这信息到现在还无法传到这里。我们至多只能说——永远只能说——它在680年以前的今天还在发光。恒星在不断死亡。罗伯特·埃文斯干得比别人更出色的地方是,他发现了天体举行告别仪式的时刻。

白天,埃文斯是澳大利亚统一教会一位和蔼可亲、快要退休的牧师,干点临时工作,研究19世纪的宗教运动史。到了夜间,他悄悄地成为一位天空之神,寻找超新星。

当一颗巨大的恒星——一颗比我们的太阳还大的恒星——坍缩的时候,它接着会壮观地爆炸,刹那间释放出1000亿颗太阳的能量,一时之间比自己星系里所有的恒星的亮度加起来还要明亮。于是,一颗超新星诞生了。“这景象犹如突然之间引爆了1万亿枚氢弹。”埃文斯说。他还说,要是超新星爆炸发生在离我们只有500光年远的地方,我们就会完蛋——“彻底把锅砸了。”他乐呵呵地说。但是,宇宙是浩瀚的,超新星通常离我们很远很远,不会对我们造成伤害。事实上,大多数远得难以想像,它们的光传到我们这里时不过是淡淡的一闪。有一个月左右的时间,它们可以看得见。它们与天空里别的恒星的惟一不同之处是,它们占领了一点儿以前空无一物的空间。埃文斯在夜间满天星斗的苍穹里寻找的,就是这种很不寻常、非常偶然发生的闪光。

为了理解这是一种多么高超的本事,我们来想像一下,在一张标准的餐桌上铺一块黑桌布,然后撒上一把盐。我们把撒开的盐粒比做一个星系。现在,我们来想像一下,再增加1500张这样的餐桌——足以形成3公里长的一条直线——每一张餐桌上都随意撒上一把盐。现在,在任意一张餐桌上再加一粒盐,让罗伯特·埃文斯在中间行走。他一眼就看到了那粒盐。那粒盐就是超新星。

埃文斯是个杰出的天才人物,奥利弗·萨克斯在《一位火星上的人类学家》中有一章谈到孤僻的学者,专门用一段文字来描述埃文斯——但他马上补充说:“绝没有说他孤僻的意思。”埃文斯从来没有见过萨克斯,对说他性格孤僻也罢,一位学者也罢,都报以哈哈大笑,但他不太说得清自己怎么会有这种天才。

埃文斯的家在黑兹尔布鲁克村边缘的一栋平房里,环境幽静,景色如画,悉尼就到这里为止,再往前便是无边无际的澳大利亚丛林。有一次,我去拜访了他和他的夫人伊莱恩。“我好像恰好有记住星场的本事。”他对我说,还表露出不好意思的样子,“别的事我都不特别擅长,”他接着说,“我连名字都不太记得住。”

“也记不住东西搁在哪儿。”伊莱恩从厨房里喊着说。

他又坦率地点了点头,咧嘴一笑,接着问我是不是愿意去看一眼他的望远镜。我原来以为,埃文斯在后院有个不错的天文台——一个小型的威尔逊山天文台或帕洛马天文台,配有滑动的穹形屋顶和一把移动方便的机械椅子。实际上,他没有把我带出屋外,而是领着我走进离厨房不远的一个拥挤不堪的贮藏室,里面堆满了书和文献。他的望远镜——一个白色的圆筒,大小和形状像个家用热水箱——就放在一个他自己做的、能够转动的胶合板架子上面。要进行观测的时候,他分两次把它们搬上离厨房不远处的阳台。斜坡下面长满了桉树,只看得见屋檐和树梢之间一片信箱大小的天空,但他说这对于他的观测工作来说已经绰绰有余。就是在那里,当天空晴朗、月亮不太明亮的时候,他寻找超新星。

超新星这个名字,是一位脾气极其古怪的天文物理学家在20世纪30年代创造的,他的名字叫弗里茨·兹威基。他出生在保加利亚,在瑞士长大,20世纪20年代来到加州理工学院,很快以粗暴的性格和卓越的才华闻名遐迩。他似乎并不特别聪明,他的许多同事认为他只不过是个“恼人的小丑”。他是个健身狂,经常会扑倒在加州理工学院饭厅或别的公共场所的地板上做单臂俯卧撑,向任何表示怀疑的人显示他的男子气概。他咄咄逼人,最后变得如此气势汹汹,连他最亲密的合作者——性格温和的沃尔特·巴德——也不愿意跟他单独在一起。兹威基还指责巴德是个纳粹分子,因为他是德国人。其实,他不是。巴德在山上的威尔逊山天文台工作。兹威基不止一次扬言,要是他在加州理工学院校园里碰上,他要把巴德杀了。

然而,兹威基聪明过人,具有敏锐的洞察力。20世纪30年代初,他把注意力转向一个长期困扰天文学家的问题:天空中偶尔出现而又无法解释的光点——新的恒星。令人难以置信的是,他怀疑问题的核心是否在于中子——英国的詹姆斯·查德威克刚刚发现的,因而是新奇而时髦的亚原子粒子。他突然想到,要是恒星坍缩到原子的核心那种密度,便会变成一个极其坚实的核。原子实际上已经被压成一团,它们的电子不得不变成核子,形成了中子。这样就形成了一颗中子星。想像一下,把100万枚很重的炮弹挤压成一粒弹子的大小——哎呀,这还差得远呢。一颗中子星核的密度如此之大,里面的一调羹物质会重达900亿千克。只是一调羹啊!然而,不仅如此。兹威基意识到,这样的一颗恒星坍缩以后会释放出大量的能量——足以产生宇宙里最大的爆炸。他把这种由此产生的爆炸叫做超新星。它们会是——实际上也是——创建宇宙过程中最大的事件。

1934年1月15日,《物理学评论》杂志刊登了一篇论文的简短摘要。论文是由兹威基和巴德前一个月在斯坦福大学发表的。尽管摘要极其短小——只有24行字——但它包含了大量新的科学知识:它首次提到超新星和中子星;它令人信服地解释了它们的形成方法;它准确地计算出它们爆炸的等级;作为一种结论,它把超新星爆炸与所谓的宇宙射线这一神秘的新现象的产生联系起来。宇宙射线大批穿过宇宙,是新近才被发现的。这些理念至少可以说是革命性的。中子星的存在要再过34年才得以确认。宇宙射线的理念虽然被认为很有道理,但还没有得到证实。总而言之,用加州理工学院天文物理学家基普·S.索恩的话来说,这篇摘要是“物理学和天文学史上最有先见之明的文献之一”。

有意思的是,兹威基几乎不知道这一切发生的原因。据索恩说:“他不大懂物理学定律,因此不能证明他的思想。兹威基的才华是用来考虑大问题的,而收集数据是别人——主要是巴德——的事。”

兹威基也是第一个认识到,宇宙里的可见物质远远不足以把宇宙连成一片,肯定有某种别的引力影响——就是我们现在所谓的暗物质。有一点他没有注意到,即中子星坍缩得很紧,密度很大,连光也无法摆脱它的巨大引力。这就形成了一个黑洞。不幸的是,他的大多数同事都瞧不起他,因此他的思想几乎没有引起注意。5年以后,当伟大的罗伯特·奥本海默在一篇有划时代意义的论文中把注意力转向中子星的时候,他没有一次提到兹威基的成就,虽然兹威基多年来一直在致力于同一个问题,而且就在走廊那头的办公室里。在差不多40年的时间里,兹威基有关暗物质的推论没有引起认真的注意。我们只能认为,他在此期间做了许多俯卧撑。

令人吃惊的是,当我们把脑袋探向天空的时候,我们只能看见宇宙的极小部分。从地球上,肉眼只能见到大约6000颗恒星,从一个角度只能见到大约2000颗。如果用了望远镜,我们从一处看见的星星就可以增加到大约50000颗;要是用一台5厘米的小型天文望远镜,这个数字便猛增到30万颗。假如使用像埃文斯使用的那种40厘米天文望远镜,我们就不仅可以数恒星,而且可以数星系。埃文斯估计,他从阳台上可以看到的星系可达5万—10万个,每个星系都由几百亿颗恒星组成。这当然是个可观的数字,但即使能看到这么多,超新星也是极其少见的。一颗恒星可以燃烧几十亿年,而死亡却是一下子的事儿。只有少量的临终恒星发生爆炸,大多数默默地熄灭,就像黎明时的篝火那样。在一个由1000亿颗恒星组成的典型星系里,平均每二三百年会出现一颗超新星。因此,寻找一颗超新星,有点像立在纽约帝国大厦的观景台上,用望远镜搜索曼哈顿四周的窗户希望发现——比如说——有人在点着21岁生日蛋糕上的蜡烛。

因此,要是有一位满怀希望、说话细声细气的牧师前来联系,问一声他们有没有可用的星场地图,以便寻找超新星,天文学界一定会认为他的脑子出了毛病。当时,埃文斯只有一台5厘米的天文望远镜——这供业余观星之用倒差不多,但用那玩意儿来搞严肃的宇宙研究还远远不够——他却提出要寻找宇宙里比较稀罕的现象。埃文斯于1980年开始观察,在此之前,整个天文学史上发现的超新星还不到60颗。(到我2001年8月拜访他的时候,他已经记录了他的第34次目视发现;3个月以后,他有了第35次发现;2003年初,第36次。)

然而,埃文斯有着某些优势。大部分观察者像大部分人口一样身处北半球,因此身处南半球的他在很大程度上独自拥有一大片天空,尤其是在最初的时候。他还拥有速度和超人的记忆力。大型天文望远镜是很笨重的东西,移动到位要花掉好多操作时间。埃文斯可以像近距离空战中的机尾射手那样把5厘米小型望远镜转来转去,用几秒钟时间就可以瞄准天空中任何一个特定的点。因此,他一个晚上也许可以观测400个星系,而一台大型专业天文望远镜能观测五六十个就很不错了。

同类推荐
  • 生物天堂

    生物天堂

    《我的第一本探索书》是专为21世纪的青少年量身打造的课外读物。本丛书为广大青少年提高科学人文素养打开了一扇通往知识宝库的大门。科学翔实的内容与图文并茂的形式一定可以让青少年在阅读过程中收获心灵的愉悦与精神的富足。王志艳编写的《生物天堂》是丛书之一。《生物天堂》讲述浩瀚无边的宇宙,诡异莫测的自然,神奇有趣的生物 ……千余个知识热点,千余幅精美图片,带领我们一起探索变化无穷的大千世界。
  • 动物亲朋(野生灵三部曲)

    动物亲朋(野生灵三部曲)

    野生灵系列多是关于野生动物的记录和描述,这是作者戴江南在与自然万物的耳鬓厮磨间生出的大欢娱大忧伤,她带着人们徜徉在自然之中,在阿拉套山的悬崖旁观察金雕,在青格里河畔看蝴蝶,在天鹅湖畔驻足,在艾比湖畔与迁徙的鸟儿作别……她将一切自然生灵视若亲朋,以细腻亲和的笔触写下了一部当代自然传奇。同时,本系列作品对普及科学知识、宣扬自然美均有较高的意义和价值。
  • 在科技馆听讲座

    在科技馆听讲座

    本书将我国部分专家、学者在山西省科学技术馆创办的“星期日知识讲座”公益课堂上的讲演稿编辑整理汇集在一起。内容包括:山西历史、文物保护、民俗文化、晋商、家庭教育、儒家文化与传统教育、傅山研究、个人激励与自我成才、防震减灾、环境保护等等。
  • 了解环境:环境现状介绍

    了解环境:环境现状介绍

    保护和改善生产环境与生态环境、防治污染和其他公害,是我国的一项基本国策。经过长期努力,我国的环境保护工作取得了举世瞩目的成就。当人类社会跨入二十一世纪的时候,我国进入全面建设小康社会、加快推进社会主义现代化的新的发展阶段。党的十六大提出,要大力实施可持续发展战略,实现经济发展和人口、资源、环境相协调。中国是一个人多、地少、水缺的发展中国家,以占世界7%的耕地和8%的淡水资源养育了占世界22%的人口,为世界文明和人类进步作出了巨大贡献。中央高度重视环境保护工作,走可持续发展的道路。各级党委、人大和政府都认识到环境保护工作的极端重要性,自觉地把环境保护工作摆上了重要议事日程,不断加大环境治理力度。
热门推荐
  • 虫王棋

    虫王棋

    地球历2020年,来自银核边缘的七级生物文明初晓族的逃亡舰队途径太阳系,在冥王星上采集了大量幽能资源并顺带从地球上拐走了不少用于填充基因库的本土生物后,再一次开启了星际逃亡之旅。廖是非便是那被初晓族拐走的地球本土生物之一,因为是二级文明的智慧生物,所以有幸成为了初晓族风暴女皇琉月的下仆,拥有能力种子为风之刃,随后被投放道来自宇宙上古时期太虚族的产物:方寸星上,参加虫王棋,为赢得自己的生命而生存着。
  • 逆问尘尽

    逆问尘尽

    我只是带上自己和别人的夙愿前行而已,别无他求.......
  • 我想逆袭之受命

    我想逆袭之受命

    写文是爱好,文的类型是喜好,全看陌陌高兴我高兴。嗯呐,就酱~
  • 权倾天下:女帝逃婚

    权倾天下:女帝逃婚

    “小柒,你可不可以带我出去?”某个小屁孩笑了笑“可以啊,可是你要亲我一下”某个天真的小娃娃就这么亲了上去,可惜某娃小手一掰两个小屁孩就这么嘴对嘴亲上了。被占便宜的娃“小柒,为什么是嘴呀?”占了便宜的娃笑得那叫一个开心“因为黎青名字里有青字啊,所以黎青的亲亲不能和普通人一样哦”被占便宜的某娃“哦,那黎青以后都要这么做吗?”占了便宜的某娃眼皮一跳“不可以,只有对小柒才可以这么坐”“哦。”某娃乖乖应了
  • 蛋糕的100种做法

    蛋糕的100种做法

    《蛋糕的100种做法》介绍了如何制作巧克力蛋糕、慕斯蛋糕、冻品蛋糕等。
  • 溯世劫

    溯世劫

    生而为人,好不容易有了爹,还专坑儿子,好不容易张大,最后还要被女人坑,好不容易当上了皇帝,还要被基友坑,基友坐拥三千佳丽,皇帝独守空房。好吧,在这里面,皇帝是配角,基友是主角。芥子往往都是形容小人物,但是小人物也终究是会有称王称雄的那一天。每一个成功的人的背后都会有可歌可泣的历史,每一个伤疤背后都是万千的思绪深藏其中。血与火的考量,生死的别离又会将懵懂的少年带向何种的深渊?若是不厌烦,请听我娓娓道来。
  • 宠爱成婚:腹黑教授请站住

    宠爱成婚:腹黑教授请站住

    九年前,他是她的老师,她穿着一袭白色的连衣裙捧着一本高数课本,站在他面前,神采飞扬:“老师,您能给我补高数吗?我付您补习费!”九年后,他成了她相亲对象,她规规矩矩端坐在他面前,面露难色睨着他道:“老师,您能帮我买包卫生棉吗?超长的那种!”穆时修觉得,九年的时候并没有让方唯的脑子长齐整。某天,穆时修适闲坐在沙发上问她:“方唯,你喜欢我!”方唯:“……”点了点头。穆时修勾着意味深长的笑容:“那我给你倒追我的机会。”十分钟后,某著名插画师在微博上问了一个这样的问题——如何倒追暗恋多年的男神,在线等,略急!然后,该微博沦陷了。
  • 来自地狱的小鸟

    来自地狱的小鸟

    飞鸟落入泥沼,却无法挣脱,只有选择适应与沉沦,而梦想不过一场以后还会被人想起的梦本文以黑道为题材,但是更加贴近真实,四个人,一座城市,不会主角无敌,不会权倾天下,没有商业帝国,只有四个年轻人在黑道这个泥潭里,为了生存,被迫一步步往上爬,或许,这部作品可以唤起你曾经的回忆,可以满足你年轻时的幻想,可以让你看见一个城市最真实的黑道
  • 无限穿越之第9个世界

    无限穿越之第9个世界

    无限的轮回在各个世界中穿梭数次在生死边缘上徘徊主角将穿越世界有:进击的巨人【主世界,较长】,名侦探柯南【长】,东京喰种第一季【较短】,火影忍者【偏长】,海贼王【中等】,犬夜叉【较短】,苍翼默示录【纯属打个酱油】
  • 仙游太虚

    仙游太虚

    林阳意外来到一个光怪陆离的仙侠世界,成为一名仙门杂役。在这个进一步万丈深渊,退一步尸山血海的时代,林阳该如何安身立命,仙游太虚!