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第一部分 宇宙 第7章銀河系

最初進入太空的人們在回來後都表示,在一片黑暗海洋中看到我們地球的美麗及渺小讓他們滿懷謙遜之感。但這只是開端。你現在看到的景象讓你更為謙遜。

你現在真正看到了真正意義上的作為星系的銀河系。從上面看(或下面也一樣,沒有差別),那個在地球的夜空裡看起來像白雲的銀河一點也不像白雲,而更像一個由氣體、星塵和恆星構成的厚厚圓盤。現在它就在你下面,向著遠方延伸,規模如此巨大,光線也要經過幾萬年才能從一邊傳到另一邊,三千億顆恆星被引力束縛在一起,圍繞著銀河系明亮的中心轉動。

如果你把太陽系,以及其中的行星、小行星和彗星看成我們在宇宙裡的家庭,把比鄰星當作我們的鄰居,那麼銀河系就是我們在宇宙中的大城市,一個由三千億顆恆星構成的繁華都市,而我們的太陽,只是其中的一顆。

在虛空的包圍下,在巨大的距離尺度上,這些恆星們相互圍繞,加上星塵與氣體,科學家們稱其為星系。就像我們的恆星被稱為太陽,銀河系是我們給這個星系——我們的星系——所起的名字。

四個巨大明亮的螺旋狀旋臂被暗黑色分開,圍繞著中心轉動,它們交匯而成的中心是一團更明亮的氣體、星塵和恆星,光芒掩蓋了一切,包括那個你剛逃脫出來的黑洞,在你所處的地方,只有那從中心噴出的高能物質的激流,那個剛才你搭乘的激流,清晰可見。

如果你無法想像三千億顆恆星各自漂浮在太空裡是什麼景象,不用太擔心,沒有人能夠想像。如果你在回到你的熱帶小島後想向你的朋友們描述在這裡所看到的景象,數字也沒多少用處。你不如讓他們找一個一米見方的紙箱,將它用你所在的海灘上的沙子填滿。再用同樣的沙子裝滿三百個同樣的紙箱,我們的銀河系裡恆星的數量就和這三百個紙箱裡沙粒的數量差不多。現在,禮貌地告訴你的朋友們飛回倫敦,將這三百個箱子裡的沙子倒在特拉法爾加廣場上,鋪成盤狀,分出四條旋臂,然後讓他們坐上尼爾森雕像的肩膀。這就是你現在看到的三千億顆恆星組成的銀河系景象。如果你讓你的朋友在將一切混在一起前給某粒沙子打上黃色標記,然後再在沙堆中找出這顆沙粒,他們就能體會到你在銀河系上方想要找出太陽時的內心感受,更不要提尋找那個比太陽還小一百倍的地球了。找出一顆恆星就已如此困難,但行星尋找者依然有著那個艱難的任務在身。

位於銀河系上方試圖找出太陽的你與你面對沙堆的朋友相比還是有一些優勢的:你可以想像人類在地球和太空所拍過的所有夜空照片,將它們與你現在看到的景象對比。多年以來,在不需要離開銀河系的條件下,科學家們就已經建立了銀河系的恆星地圖,並且對於太陽(和地球)在銀河系中的位置也有了相當精確的瞭解。

為了與夜空照片對比,你首先將注意力放在星系的中心,靠近那一片有著明亮、美麗和有力的突起和黑洞的地方。我們這麼重要的生命不就應該在那獨特的位置,或者在那附近繁衍生息嗎?我們的獨一無二不正應該讓我們所在的太陽和地球對應著這星系最壯觀的地方嗎?

可惜,事實並非如此。太陽系位於從中心的黑洞到銀河系邊緣約三分之二距離的地方,四條明亮旋臂中的一條之內。一點兒也看不出有什麼特別。再給你心靈的傷口上抹一把鹽,你很快就會看到,不管我們覺得銀河系有多大,實際上從整個宇宙的角度看,銀河系作為星系也不過是普普通通的一個。

你轉過身來深吸一口氣,看向銀河系之外的地方,那裡有一些閃亮的光團,照亮著極為遙遠的宇宙。你在思考:它們是孤獨的恆星嗎?那些光團?

它們看起來有些模糊不清……而且很遠……它們會不會也是星系?在地球上你能用肉眼看到它們嗎?

最後一個問題的答案是不能。

在地球上,你每次抬起頭看向夜空,每一個你能看到的微弱星光都來自銀河系,來自那個你剛才看到的螺旋圓盤。所有的星星都如此,哪怕夜空中那些看起來離白色帶子很遠的星星。銀河系不是無限大的球狀,而是一個區域有限的圓盤,地球也不在圓盤的中心,而更接近邊緣。天空中不同的方向所看到的恆星分佈頗為不同,就像地球上不同地方看到的夜空也不一樣,它們都朝著銀河系不同的方向。

而且地球的自轉軸碰巧與公轉平面有個夾角,這個角度讓南半球一直對著銀河系的中心,而北半球總是對著邊緣的方向,恆星數量也少許多。因此,北半球的星空與南半球相比無趣很多。

從你那個小島沙灘上看到的所謂銀河只是你所在星系的一小角,那幾千億顆恆星離你太遠,無法單獨看見它們,但它們所發出的星光合在一起,形成了一條雲狀光帶。你現在將目光投向更遙遠的未知世界,讓你的意識在不同的方向上尋找最為神秘的目標,你忽然意識到,所有這些光團的星光就如你當初看銀河系時的星光一樣模糊。

它們肯定也是星系。

你正這麼想著,就在那裡,從某個角度,另一個星系突然升起。這是一個令人驚歎的場景。它的邊緣從銀河系下面露出,以很快的速度變大。它是仙女座星系,我們的近鄰星系大哥。它大到讓人難以相信人類為什麼過了這麼長時間才發現它的真相。

從地球上看,仙女座星系佔據了大約六個滿月那麼大的夜空,但人類也有理由為自己辯護,它實在太遠了,雖然它含有幾萬億顆恆星,但只有它中心的突起能被肉眼看到,而且很小。人類第一次注意到它(記錄保留至今的)來自傑出的波斯天文學家阿卜杜勒-拉赫曼·蘇菲(Abd Al-Rahman Al-Sufi)。他的觀測發生在公元的第一個千年結束時,一千多年之前,當時全世界許多人將自己短暫的一生投入到互相征戰、發明各種折磨人的精巧刑具以及對於即將來臨的世界末日的巨大恐懼之中,而他卻堅持觀察星空。蘇菲是巴格達黃金時代最偉大的天文學家之一,雖然他把仙女座星系中心突起描述成只是一片微弱的光雲,他不可能知道那是另一個星系。他甚至不知道星系是什麼東西。事實上,直到大約一千年後人類才有了星系的概念。二十世紀二十年代通過愛沙尼亞天文學家恩斯特·奧匹克(Ernst Opik)與美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)的觀測工作,人們才知道星系是許多恆星的集合。那時候人們才最早意識到銀河系與其他恆星集團之間有著巨大空間,那些恆星集團被認為是獨立的另一實體。

仙女座星系是宇宙中離我們最近的銀河系外實體。

看著它,你意識到銀河系與這個帶有一萬億顆恆星的巨大漩渦互相繞著對方旋轉,你還認識到宇宙中所有的星系都互相影響著共跳宇宙芭蕾,參與者都是那些由幾十億顆恆星在黑暗的虛空中構成的孤獨而閃亮的小島。

看著宇宙地平線,一種異乎尋常的宏大感覺湧上你的心頭,它包含了銀河系、仙女座星系與其他或遠或近的星系。

在這純淨美妙的瞬間,你忽然看到了一切,數十、數百、數千、數百萬、數億的星系。到處都是,形成大大小小不同的分組,形成奇怪的纖維狀結構,蜿蜒穿過你目所能及的整個宇宙。

誰能想到會是這樣?

幾分鐘前(或幾小時?)你還躺在沙灘上度假,而現在整個可見的宇宙展現在你的意識裡。你已經來到這樣一個觀察點,從這裡看去,宇宙中一個個閃亮的小點已不再是單獨的恆星,而是星系組合,每個組合又含有上千個星系,每個星系又含有數億或數十億顆恆星,銀河系也只不過是這樣的星系之一。

當你擁抱這整個畫面、看著這些世界時,你不由自主地發現你現在再一次面對同樣的困難來找出自己的家園所在的星系,就像剛才你要在銀河系中找到太陽,或者從特拉法爾加廣場上那堆沙中找出某一粒一樣難。然而,你還是放任你的意識以你思想的速度自由飛行,看著星系們轉動、舞動和飛旋,被撕裂,又撞到一起,你看到那些微小的星系消失,被它們巨大的鄰居完全吞噬。

等等。

你不應為此擔憂嗎?

眨眼間,你又回到銀河系附近。仙女座星系就在你的頭上,體形巨大。

會不會有一天,仙女座星系與銀河系融合?兩個星系顯然繞著對方轉動,但除此之外還有別的……仔細觀察後你大吃一驚,因為你意識到仙女座星系與銀河系的確正互相接近,而且速度高達驚人的每秒一百公里,按這個速度,四十億年後兩個星系將撞在一起。

它們將在太陽爆炸前十億年就融合到一起。

你痛苦地嚥了口口水,想著怎麼能夠將人類從這個災難中拯救出來,突然你意識到:星系太大了,其所含的恆星之間有著巨大的空隙,星系的碰撞很少會引起恆星之間的碰撞……風險當然總是存在,現在你也只能接受了。

在這個階段,感受到哥白尼哲學抑鬱是一種很正常的反應。你甚至寧願自己依然生活在幾千年前,那時的世界是平的,出於顯而易見的原因,我們人類認為自己很特別,位於宇宙的中心。相信一切天體圍繞我們旋轉,天使們通過轉動特殊鐘錶上的齒輪來控制著宇宙時間以及太陽星辰的移動。這是一種多麼令人舒坦的想法!為什麼那個十五世紀的波蘭數學家、天文學家哥白尼一定要毀滅這一切,宣稱太陽並不繞著地球轉動?為什麼十七世紀的數學家、天文學家伽利略要看到木星有著衛星,而這些衛星並不圍繞地球旋轉(它們甚至不能算繞著太陽旋轉,因為它們軌道的真正中心是木星)?為什麼奧匹克和哈勃要發現其他星系?為什麼?他們是罪魁禍首!

除了他們作出了正確的觀察這一事實之外,如果沒有哥白尼、伽利略以及其他許多同他們一樣的科學家們,人類將會滅亡,而且——可能更糟的是——我就無法寫這本書。你也無法以意識進入我們的宇宙近郊,更不要說更遠(那個旅程馬上就要開始)。私下裡說說,那些隱藏在宇宙深處的美景如果無人欣賞或探索或——更糟的是——只能留給其他智慧生物從他們遙遠的宇宙視角來欣賞,不是一種罪過嗎?

既然我們已經提起這個話題,當你的意識已經適應了我們可見宇宙的巨大之後,面對的又一個問題是,還有其他生物存在嗎?在黑暗的宇宙中閃亮著的那些億萬個星群中,有沒有類似比鄰星那樣的紅矮星,同時又有自己的行星環繞?有沒有一個世界被兩顆太陽照耀著,上面有生物居住?會有另一個地球嗎?

相信我們是這個巨大宇宙裡的唯一總有些不太可能:「如果只有我們,這看起來就像空間的巨大浪費。」美國天文學家、宇宙學家卡爾·薩根(Carl Sagan)在一九八五年寫道。然而,三十年後,地球人對此問題依然一無所知。外星生命的存在仍然是一個令人興奮的可能性(當然,同時也是令人恐懼的),然而直到現在,一切還只是:可能性。在不久的將來,這個問題可能會有答案,因為我們的望遠鏡正在發現地球外越來越多的世界。作為我,無論如何都很期待這個問題的答案。

即使在人類混亂的歷史上最黑暗的日子裡,也有些人勇敢地挑戰宗教權威,堅信其他世界的存在。意大利天主教教士喬達諾·布魯諾就是其中的一個,因為公開宣傳這種異教思想,他在一六年的意大利羅馬被活活燒死。他宣稱「有無數太陽與無數的地球存在,這些地球圍繞著各自的太陽旋轉」。他因這些信念而痛苦地死去。

今天,在我看來,有更多人(甚至在最發達的國家),寧願對科學已經揭示的事實視而不見、聽而不聞,而我們所處的時代已經不再有宗教裁判所。類似地球的行星尚未被發現,但類似布魯諾的人們卻已經被定罪許多次,有些就在不久的過去。

的確,人類很久以前就已知道木星或金星等行星的存在,但人類歷史上第一次真正看到圍繞著太陽以外恆星旋轉的行星不過是在二十年前的一九九五年。兩位瑞士天文學家米歇爾·麥耶(Michel Mayor)與戴狄爾·魁若茲(Didier Queloz),他們看到了一個巨大的世界,圍繞著一顆距我們大約六十光年的恆星旋轉。

麥耶與魁若茲所發現的行星雖然已被證明無法居住,僅僅是因為它離恆星太近。但它真真切切是一顆行星。隨後,每個月都有幾個這樣的世界被發現,直到人類發射專為探測太陽系外行星設計的人造衛星。二九年NASA發射的開普勒望遠鏡就是其中之一。到今天為止,已經有超過六千個潛在世界被我們探測到。其中約二千個已被證實是圍繞遙遠的太陽旋轉的行星。有一些還是雙星系統(行星繞著兩顆太陽轉),未來肯定還有更多驚奇出現。為了與太陽系內如金星、木星及其他行星相區別,那些遙遠的世界被稱為「外行星」。順便說一句,那二千個已被證實的外行星中大約有十來個可能與地球類似。其中甚至有一個,在二一四年被證實與我們的地球具有令人吃驚的相似性(它的名字是開普勒186f)。

當然有可能這些都是無生命的世界,但它們也有可能會孕育生命。事實上,我願意打賭地外生命存在的直接或間接跡象將在未來二十年左右時間裡被發現。或許來自這幾個可能的世界,或許來自其他等待被發現的星球。探測那些遙遠世界的大氣中生物存在的跡象的技術已經快要出現。我們能生活在見證這種發現的時代難道不是一件幸事?

現在,所有探測到的外行星都在銀河系內,因此離地球還不算遠。對於我們現在的望遠鏡來說,可能存在於其他星系裡的行星實在太遠了,現在還無法被看到,雖然那裡可能存在著幾千億顆這樣的星球。

仙女座星系就很有可能孕育生物,它是我們周圍最大的星系,而且離得很近——當然這是在星系尺度上說,而不是人類尺度。如果現在從地球上撥出一個打往它一萬億顆恆星之一的電話,那麼要在二百五十萬年後才能到達目的地。假如真的要建立聯繫,我們最好問一個聰明些的問題,並選用合適的語言。

  1. 但是我們的存在的確讓太陽系與眾不同。​​​​​

  2. 在他們之前就有人猜測過這種可能性,其中最早的看起來是十八世紀英國天文學家、數學家托馬斯·萊特(Thomas Wright),幾年之後,德國哲學家伊曼努爾·康德還詳述過他的觀點。​​​​​

  3. 我的確在這裡用了「其他智慧生物」。但英國理論物理學家、宇宙學家史蒂芬·霍金常常開玩笑說,就算在地球上我們依然在尋找智慧存在的證據。​​​​​