银河系外社交间隔将加速膨胀

撰文 | 亚伯拉罕·洛布（Abraham Loeb)

翻译 | 张露丹

审校 | 吴非

自从新冠肺炎让人们注意保持社交间隔，我养成了早上在家四周的森林里慢跑的习惯。在开始的几个月里，我存眷那些向天空舒展的绿枝，但最近我开始留意倒在地上的树干残骸。森林里有许多如许的残留物，它们被白蚁啃食，腐烂，终极散落进地下的土壤中。对森林的一瞥就能展现那些在方生方死的树木生命历程中的一系列演变阶段。

这一征象也产生在其他情况中。好比，我最近竣事了哈佛大学天文学系主任的九年任期。进入生命的新阶段也许能使人谦卑。我们在回首已经凝聚的已往时经常产生一种永恒的错觉，就像是不朽的雕塑一样。但如许的观点是短视的，由于每一刻都可以被看作是一个新出发点，是由我们控制之外的，更大尺度的气力所塑造的。

传统的天文学同样被一种错误的永恒看法所渗出。天文学家通过网络宇宙的静止图像，产生了一种宇宙中没有新鲜事物正在产生的印象。但就像我在森林中漫步时的感悟一样，这些快照展现了差别年代，差别演化阶段的恒星与星系。电脑模拟通过求解物质运动方程，帮助我们拼凑出宇宙从诞生之初（这些信息被刻在宇宙微波配景辐射中）到现在的整个故事。这些模拟天生的人造宇宙快照类似于望远镜捕捉到的画面，帮助我们展现宇宙的泉源。末了得出的科学认知是，我们可能源自早期宇宙的量子涨落。也许我们应该把“量子力学日”加入到我们一年一度的母亲节、父亲节庆祝活动中。

然而，观测结果组成的照片集中有缺失的页面：被称为宇宙黎明的时期，比方，最早一批恒星与星系出现的时候。这些页面将由下一代望远镜在下一个十年弥补，好比詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），地面上的极大望远镜以及氢原子再电离时期阵列（HERA）。

事件视界望远镜最近捕捉到大型星系M87中黑洞的静止轮廓图像。下一个目标是获取一系列图像或者视频，以展示黑洞周围吸积流随时间的变化。

传统的静止图像在处置惩罚像星系一样，在数十亿年的时间尺度上演化的体系时是合理的。但宇宙中同样上演着如演化般转瞬即逝的事件，在人的生命长度内闪耀尔后黯淡。维拉·C·鲁宾天文台的大型综合巡天计划（LSST）的目标，正是观测这些事件。LSST将在来岁吸收到第一缕光，并将在今后10年内为南天每一片区拍摄近一千张深度多彩照片，并为宇宙中那些转瞬即逝的事件录制有史以来范围最广的影片，完备地展示其壮美美丽。

LSST有望捕捉到的一些耀斑或将成为LIGO/Virgo或未来的LISA探测到的引力波源的对应物，进而开创同时基于引力波与电磁波的多信使天文学，并为理解这些短暂征象的能量来源提供新的见解。同时，（类似于此前测距用到的“尺度烛光”，）与之相干的“尺度哨音”可能成为丈量宇宙学准确间隔的新标尺。

在银河系中，靠近地球的短暂事件可能导致大灾难。好比，一次超新星发作可能导致亘古未有的大范围灭尽。如果一颗像2013年袭击车里雅宾斯克四周无人区，或者1908年袭击通古斯的陨石撞向纽约，可能造成远超新冠肺炎的大范围死亡与经济破坏。或者想想类似于2012掠过地球的日冕物质喷射那样的，来自太阳的大团炽热气体的打击。如许的事件会关停通讯体系，使卫星失效，破坏能源网络。总而言之，对这类星际威胁的预警将对保障我们物种的延续起着至关紧张的作用。

要确保我们的长期生存，最紧张的是辨认出那些运行轨道与地球存在交集的大型物体，就像6600万年前令恐龙灭尽的希克苏鲁伯小行星。在2005年，美国国会通过一项议案，要求NASA在2020年之前发明并追踪至少90%的直径凌驾140米的近地天体（它们足以造成地域性破坏）。而迄今为止，这类天体中只有三分之一被辨认出。在和我的一名本科生阿米尔·希拉吉（Amir Siraj）互助最近的一篇论文中，我们对有关希克苏鲁伯小行星的一些令人狐疑的问题给出相识释：它是一颗长周期彗星在掠过太阳时，受潮汐力作用破裂而成的碎片。如果未来的巡天观测在另一块碎片在天空配景中迅速变大时向我们发出警告，我们最好能有一套改变其轨道的应急方案——要否则赶快给我们的房产经纪人打电话。

如果在未来几十年内，宇宙学的研究继续向着更精密的偏向发展，我们将证实，描述宇宙膨胀速率的哈勃常数并非一个常数。（1962年，艾伦·桑德奇直接丈量出宇宙膨胀速率为一个常数）从久远来看，唯一稳定的是就是变化。宇宙在暗能量的影响下加速膨胀将会是后新冠肺炎期间银河系外社交间隔的终极体现，阻止了未来我们和银河系外文明的任何接洽。

本文作者：

洛布是哈佛大学天文学院的前任院长，哈佛大学黑洞计划的开办卖力人，以及哈佛-史密森天体物理中生理论与计算研究所的主任。他主要研究领域是黑洞、宇宙的未来及外星生命等。