第十四章 天马行空(4)
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鱼乐水感激埃玛的用心,笑着说:“当然好啊,谢谢我的小老师。”
苗杳也说:“豆豆说吧,爷爷奶奶也在听呢。”
小豆豆说:“其实这个问题非常深刻,牵涉到宇宙的本质。如果宇宙是平直的,就如我们直观中的三维空间,而且尺度上非常巨大,甚至是无限,那么,无论朝哪个方向一直‘向外飞’,都无法回到原处。但爱因斯坦说,我们的宇宙是超圆体,因质量(引力)而自我卷曲并完全封闭。但三维超圆体从直观上很难理解,咱们就拿二维宇宙来打比喻吧,行不行?”
“行,当然行。”
“球面就相当于是二维超圆体,它因卷曲而封闭,有限,但无边界。球面上处处平权,没有特殊的宇宙中心。生活在球面上的二维人如果想做环宇航行,无论朝哪个方向,只要一直向前走,就会沿着一个大圆,从相反方向回到原处。”
“你说得很对,可是你没说如何确定方向呀。”鱼乐水逗他。
“别急嘛,我马上就要讲到。现在做几个假设:1、假设这个球面的大圆周长是二百七十四亿光年,半周长是一百三十七亿光年。2、假设球面中的星系分布均匀。3、假设所有星系的早期都是活动剧烈的星系核,也就是越早的星系就越亮。又因为光线传播需要时间,实际表现为越远的星系其绝对亮度越大。星系一般呈现各向异性,从不同方向看,它们会表现为不同的东西,像类星体、星爆星系、蝎虎BL天体、塞弗特星系等。这些分类名字不好记,你甭记它,只记住越早的星系其绝对亮度越大,但从不同方向观察,同一个星系会表现出不同的样子这点这就行了。这三个假设做了很大简化,但总体上说符合我们宇宙的特征。”
“好,我记住了。”
“现在,假设在球面上的北极点,有一个二维人在观察她的二维宇宙——注意,在这个二维超圆体世界中,她的目光是要沿着球面弯曲的。她看得越远,纬度圈就越大,因而看到的星系越多。当她的视线越过四分之一周长,看到球面的赤道也就是最大的纬度圈时,看到的星系应该最多。所以,按说在她的星表中,距离为六十八点五亿光年的星星最多。”
“对,你的比喻很好理解。”
“再往前看,观测距离达到半周长,即一百三十七亿光年后,她向各方的视线应该汇聚于球体背面的南极点,在这儿应该只有一个星系。所以她的星表中,距离为一百三十七亿光年的星系按说只有一个。”
“好像应该是这样的。”
“可是观察者不知道!她不知道她向各方的视线沿球面弯曲后已经聚到一点,在她的直观印象中会在下意识中把球面撕裂并展平,于是,她在各个方向的一百三十七亿光年处仍能看到很多星系,而且因为方向不同,这个星系表现为不同的东西。”
“啊呀,那个观察者真傻,她的智商大概和我差不多。”
“有关内容如果细讲太复杂,我就做最大的简化吧。那就是:如果在几对相对方向上,寻找到几对离我们最远的类星体,那么,它们很可能就是一个东西。再往下就简单了:认准这个星系,把它作为灯塔,一直朝它飞就是了。等到达这个星系,再一直背对着它飞就是了。”
“这样的类星体灯塔已经找到了吗?”
“找到了一对,它俩的形状基本成镜像,红移都超过5,距地球的距离大致为一百三十七亿光年。”
“是吗?那太好了,飞船确认飞行方向就很简单了。”
“也不简单。我们看到的是它们在一百三十七亿年前的相貌。‘天马’号是亿马赫飞船,飞抵那儿只需一百三十七年时间。但在这趟行程中,那颗类星体会迅速衰老,在一百三十七年中走完一百三十七亿年加一百三十七年的寿命。而且它会在飞船观察者的视野中迅速展开,由一个点变成一个巨大的星系。我们必须学会辨认它。”
“没关系。一百三十七年后,我们的小豆豆一定还活着,成了一个经验丰富的导航员。你一定会抓牢它,哪怕它有七十二变。好,我懂了,完全懂了。谢谢我的小老师。”
“爷爷奶奶,你们懂了吗?”
“懂了,都懂了,你讲得这么清楚我们咋能不懂呢?”
小豆豆满意地走到埃玛身边低声说:“妈,鱼奶奶已经不难过了,而且,那个问题她完全弄懂了,爷爷奶奶也懂了。”
“嗯,你真是个称职的小老师。你去玩儿吧。”
小豆豆快活地离开指挥舱。姬继昌打趣道:“鱼阿姨,小豆豆说他给你讲解清楚了有关定向的原理。”
鱼乐水笑了,“没错呀。他讲得确实非常直观,而且从总体上说大致正确。也许小孩子最适合研究宇宙学,因为宇宙的终极秘密一定是最简洁的。就像哥白尼,用简明直观的太阳中心说代替了托勒密那些繁琐的本轮和均轮。相信等你们回来,有关宇宙学的大学课本一定会大大压缩。”
姬继昌看看她,忽然说:“鱼阿姨,我再邀请一次,请你跟我们一块儿去环宇探险吧。我妈坚决不去,我爸当然也去不成,但你是自由之身啊。你千万不要说年纪大了,到飞船上是个累赘。不,你将成为飞船的精神核心,就像是一颗有巨大引力的星系核。这次环宇航行肯定会破解不少未解之谜,比如类星体、暗能量、暗物质、宇宙的临界密度等,而你将目睹这些破解过程。这肯定是一次激动人心的旅行。”
“对,我完全相信。”
她笑着看看对面的姬氏夫妇,“但是很遗憾,我和你妈一样,还是要留在地球上。我是一个很恋家的家庭妇女,想守着我在山中那个家,等着我那位只剩一颗脑袋的丈夫。不过,我还是很感谢你的邀请。”
姬人锐夫妇都笑着说:“昌昌,别劝了,我们仨你是拆不散的。”
姬继昌叹息一声,不再说了。这三棵老树的根太深,无法移栽到飞船上了。
“天马”号途中在木星稍作停留,补充了液氢的库存,然后回到地球。姬继昌给船员放了七天假,以便与亲人最后一次团聚。七天后,“天”“地”“人”三支船队同时出发,“天”队正式开始环宇之旅,其他两队开始以地球为圆心的“智慧保鲜之旅”。这次有众多重量级人物来哈马黑拉航天发射场送行,像联合国秘书长、联合国安理会轮值主席、SCAC代表、“乐之友”一会两院代表、各国**代表、中国**驻“乐之友”的贺国基办事处主任等。梵蒂冈教廷没有派代表前来,但在此前,由教廷宗座圣经委员会主席洛马克主教在罗马主持了一次祈福仪式,为三支船队的成功祈祷,也盛赞这次环宇之旅。仪式结束后,一位促狭的记者问:
“洛马克主教,如果这次环宇之旅最终证明,宇宙中并没有伊甸园,上帝成了无家之人——以科学界对宇宙的认识,这是非常可能的——请问这会影响到上帝在信徒心目中的地位吗?”
洛马克主教微笑着,给出一个得体的回答:“上帝不需要具象的住所,他在我们心中。”
这个机智的回答成了时代的名言。
欢送会上洋溢着欢快的气氛——尽管基调中仍隐隐涌动着悲凉。自从四十二年前楚马格林发现公布,人类在沸水浇顶的灾难中奋力一跳,大力推行了遮阳篷计划、人蛋计划、诺亚计划、智慧保鲜计划、雁哨计划等,这些都成了前无古人的伟大计划。人类开始了全新的时代。但所有上述计划都是防御性的,苛刻一点说,只是表现了灾难压顶时的逃命本能。只有环宇航行是进攻性的,至少是攻守兼备的,是本能向理想的升华。人类大踏步走向宇宙深处,这本来是数千年或更长时间才能完成的进步,现在一朝实现了。但欢快中也隐含着苍凉。毕竟这次探险成败未卜,飞船能否在数百年后回到地球实在难以预料;而且即使它回来了,地球文明乃至人类的智慧是否已经崩溃,也在未定之数。
安理会本届轮值主席休伊什发表了讲话,讲话向全世界直播:
“……人类在发明飞机之前,尽管早就有了对天空的向往和想象,但其肉体束缚在地面,实质上只属于二维生物。此后飞机发明了,人类的肉身得以离开地面,第一次具有了俯瞰地球的目光,精神境界就完全不一样了,人类也从二维生物羽化为三维生物。但那时的人类被束缚在局促的近地空间,只能用目光和想象来试探地勾勒宇宙,从本质上说只是一种笼中生物。现在,亿马赫飞船第一次赋予我们俯瞰宏观宇宙和细察微观真空的能力,人类将再一次羽化,成为超三维生物。我们的精神将包容数百亿光年的宇宙,包括四维空间和第五维的时间……”
末了,休伊什请鱼乐水讲几句,鱼辞谢了,把话筒转给姬人锐。姬也想辞谢,想了想,说:“我只对我的小孙子说一句,好好干,早点回家,最好给姬家带回来一个外星人媳妇!”
众人欢笑,现场过于凝重的气氛顿时变活跃了。苗杳和埃玛的母亲手拉着手,都在无声地垂泪,鱼乐水把她俩拥在怀里。康平的妻儿也来送行,儿子手里捧着康不名老人的遗像,他们想让老人看到人类迈向太空的步伐。
远在同步轨道的姬继昌代表三支船队一万八千名船员向地球作了告别:“……再见了地球,再见了人类同胞!我们永远不会忘记地球之根和母族之根,愿人类之树永远长青!”他也向另两支船队告别:“‘地’队和‘人’队的伙伴们,当年姬舰队的老兄弟们,还有新兄弟们,咱们同时出发但各奔东西,但愿天涯海角,还有再会的时候!”田咪和马鸣代表另两支船队告了别。
三支船队主船的船艏各自爆出一团白光,九艘飞船倏忽不见。
【注释1】一种专门用来观察太阳的仪器。
【注释2】虫洞内的飞船不具有向心加速度,但虫洞外的物体有。
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鱼乐水感激埃玛的用心,笑着说:“当然好啊,谢谢我的小老师。”
苗杳也说:“豆豆说吧,爷爷奶奶也在听呢。”
小豆豆说:“其实这个问题非常深刻,牵涉到宇宙的本质。如果宇宙是平直的,就如我们直观中的三维空间,而且尺度上非常巨大,甚至是无限,那么,无论朝哪个方向一直‘向外飞’,都无法回到原处。但爱因斯坦说,我们的宇宙是超圆体,因质量(引力)而自我卷曲并完全封闭。但三维超圆体从直观上很难理解,咱们就拿二维宇宙来打比喻吧,行不行?”
“行,当然行。”
“球面就相当于是二维超圆体,它因卷曲而封闭,有限,但无边界。球面上处处平权,没有特殊的宇宙中心。生活在球面上的二维人如果想做环宇航行,无论朝哪个方向,只要一直向前走,就会沿着一个大圆,从相反方向回到原处。”
“你说得很对,可是你没说如何确定方向呀。”鱼乐水逗他。
“别急嘛,我马上就要讲到。现在做几个假设:1、假设这个球面的大圆周长是二百七十四亿光年,半周长是一百三十七亿光年。2、假设球面中的星系分布均匀。3、假设所有星系的早期都是活动剧烈的星系核,也就是越早的星系就越亮。又因为光线传播需要时间,实际表现为越远的星系其绝对亮度越大。星系一般呈现各向异性,从不同方向看,它们会表现为不同的东西,像类星体、星爆星系、蝎虎BL天体、塞弗特星系等。这些分类名字不好记,你甭记它,只记住越早的星系其绝对亮度越大,但从不同方向观察,同一个星系会表现出不同的样子这点这就行了。这三个假设做了很大简化,但总体上说符合我们宇宙的特征。”
“好,我记住了。”
“现在,假设在球面上的北极点,有一个二维人在观察她的二维宇宙——注意,在这个二维超圆体世界中,她的目光是要沿着球面弯曲的。她看得越远,纬度圈就越大,因而看到的星系越多。当她的视线越过四分之一周长,看到球面的赤道也就是最大的纬度圈时,看到的星系应该最多。所以,按说在她的星表中,距离为六十八点五亿光年的星星最多。”
“对,你的比喻很好理解。”
“再往前看,观测距离达到半周长,即一百三十七亿光年后,她向各方的视线应该汇聚于球体背面的南极点,在这儿应该只有一个星系。所以她的星表中,距离为一百三十七亿光年的星系按说只有一个。”
“好像应该是这样的。”
“可是观察者不知道!她不知道她向各方的视线沿球面弯曲后已经聚到一点,在她的直观印象中会在下意识中把球面撕裂并展平,于是,她在各个方向的一百三十七亿光年处仍能看到很多星系,而且因为方向不同,这个星系表现为不同的东西。”
“啊呀,那个观察者真傻,她的智商大概和我差不多。”
“有关内容如果细讲太复杂,我就做最大的简化吧。那就是:如果在几对相对方向上,寻找到几对离我们最远的类星体,那么,它们很可能就是一个东西。再往下就简单了:认准这个星系,把它作为灯塔,一直朝它飞就是了。等到达这个星系,再一直背对着它飞就是了。”
“这样的类星体灯塔已经找到了吗?”
“找到了一对,它俩的形状基本成镜像,红移都超过5,距地球的距离大致为一百三十七亿光年。”
“是吗?那太好了,飞船确认飞行方向就很简单了。”
“也不简单。我们看到的是它们在一百三十七亿年前的相貌。‘天马’号是亿马赫飞船,飞抵那儿只需一百三十七年时间。但在这趟行程中,那颗类星体会迅速衰老,在一百三十七年中走完一百三十七亿年加一百三十七年的寿命。而且它会在飞船观察者的视野中迅速展开,由一个点变成一个巨大的星系。我们必须学会辨认它。”
“没关系。一百三十七年后,我们的小豆豆一定还活着,成了一个经验丰富的导航员。你一定会抓牢它,哪怕它有七十二变。好,我懂了,完全懂了。谢谢我的小老师。”
“爷爷奶奶,你们懂了吗?”
“懂了,都懂了,你讲得这么清楚我们咋能不懂呢?”
小豆豆满意地走到埃玛身边低声说:“妈,鱼奶奶已经不难过了,而且,那个问题她完全弄懂了,爷爷奶奶也懂了。”
“嗯,你真是个称职的小老师。你去玩儿吧。”
小豆豆快活地离开指挥舱。姬继昌打趣道:“鱼阿姨,小豆豆说他给你讲解清楚了有关定向的原理。”
鱼乐水笑了,“没错呀。他讲得确实非常直观,而且从总体上说大致正确。也许小孩子最适合研究宇宙学,因为宇宙的终极秘密一定是最简洁的。就像哥白尼,用简明直观的太阳中心说代替了托勒密那些繁琐的本轮和均轮。相信等你们回来,有关宇宙学的大学课本一定会大大压缩。”
姬继昌看看她,忽然说:“鱼阿姨,我再邀请一次,请你跟我们一块儿去环宇探险吧。我妈坚决不去,我爸当然也去不成,但你是自由之身啊。你千万不要说年纪大了,到飞船上是个累赘。不,你将成为飞船的精神核心,就像是一颗有巨大引力的星系核。这次环宇航行肯定会破解不少未解之谜,比如类星体、暗能量、暗物质、宇宙的临界密度等,而你将目睹这些破解过程。这肯定是一次激动人心的旅行。”
“对,我完全相信。”
她笑着看看对面的姬氏夫妇,“但是很遗憾,我和你妈一样,还是要留在地球上。我是一个很恋家的家庭妇女,想守着我在山中那个家,等着我那位只剩一颗脑袋的丈夫。不过,我还是很感谢你的邀请。”
姬人锐夫妇都笑着说:“昌昌,别劝了,我们仨你是拆不散的。”
姬继昌叹息一声,不再说了。这三棵老树的根太深,无法移栽到飞船上了。
“天马”号途中在木星稍作停留,补充了液氢的库存,然后回到地球。姬继昌给船员放了七天假,以便与亲人最后一次团聚。七天后,“天”“地”“人”三支船队同时出发,“天”队正式开始环宇之旅,其他两队开始以地球为圆心的“智慧保鲜之旅”。这次有众多重量级人物来哈马黑拉航天发射场送行,像联合国秘书长、联合国安理会轮值主席、SCAC代表、“乐之友”一会两院代表、各国**代表、中国**驻“乐之友”的贺国基办事处主任等。梵蒂冈教廷没有派代表前来,但在此前,由教廷宗座圣经委员会主席洛马克主教在罗马主持了一次祈福仪式,为三支船队的成功祈祷,也盛赞这次环宇之旅。仪式结束后,一位促狭的记者问:
“洛马克主教,如果这次环宇之旅最终证明,宇宙中并没有伊甸园,上帝成了无家之人——以科学界对宇宙的认识,这是非常可能的——请问这会影响到上帝在信徒心目中的地位吗?”
洛马克主教微笑着,给出一个得体的回答:“上帝不需要具象的住所,他在我们心中。”
这个机智的回答成了时代的名言。
欢送会上洋溢着欢快的气氛——尽管基调中仍隐隐涌动着悲凉。自从四十二年前楚马格林发现公布,人类在沸水浇顶的灾难中奋力一跳,大力推行了遮阳篷计划、人蛋计划、诺亚计划、智慧保鲜计划、雁哨计划等,这些都成了前无古人的伟大计划。人类开始了全新的时代。但所有上述计划都是防御性的,苛刻一点说,只是表现了灾难压顶时的逃命本能。只有环宇航行是进攻性的,至少是攻守兼备的,是本能向理想的升华。人类大踏步走向宇宙深处,这本来是数千年或更长时间才能完成的进步,现在一朝实现了。但欢快中也隐含着苍凉。毕竟这次探险成败未卜,飞船能否在数百年后回到地球实在难以预料;而且即使它回来了,地球文明乃至人类的智慧是否已经崩溃,也在未定之数。
安理会本届轮值主席休伊什发表了讲话,讲话向全世界直播:
“……人类在发明飞机之前,尽管早就有了对天空的向往和想象,但其肉体束缚在地面,实质上只属于二维生物。此后飞机发明了,人类的肉身得以离开地面,第一次具有了俯瞰地球的目光,精神境界就完全不一样了,人类也从二维生物羽化为三维生物。但那时的人类被束缚在局促的近地空间,只能用目光和想象来试探地勾勒宇宙,从本质上说只是一种笼中生物。现在,亿马赫飞船第一次赋予我们俯瞰宏观宇宙和细察微观真空的能力,人类将再一次羽化,成为超三维生物。我们的精神将包容数百亿光年的宇宙,包括四维空间和第五维的时间……”
末了,休伊什请鱼乐水讲几句,鱼辞谢了,把话筒转给姬人锐。姬也想辞谢,想了想,说:“我只对我的小孙子说一句,好好干,早点回家,最好给姬家带回来一个外星人媳妇!”
众人欢笑,现场过于凝重的气氛顿时变活跃了。苗杳和埃玛的母亲手拉着手,都在无声地垂泪,鱼乐水把她俩拥在怀里。康平的妻儿也来送行,儿子手里捧着康不名老人的遗像,他们想让老人看到人类迈向太空的步伐。
远在同步轨道的姬继昌代表三支船队一万八千名船员向地球作了告别:“……再见了地球,再见了人类同胞!我们永远不会忘记地球之根和母族之根,愿人类之树永远长青!”他也向另两支船队告别:“‘地’队和‘人’队的伙伴们,当年姬舰队的老兄弟们,还有新兄弟们,咱们同时出发但各奔东西,但愿天涯海角,还有再会的时候!”田咪和马鸣代表另两支船队告了别。
三支船队主船的船艏各自爆出一团白光,九艘飞船倏忽不见。
【注释1】一种专门用来观察太阳的仪器。
【注释2】虫洞内的飞船不具有向心加速度,但虫洞外的物体有。