20210809听书笔记:《星际穿越》

宇宙中存在一种可以用于星际穿越的虫洞。虫洞也可以吸引周围的物质,但与黑洞不同的是,虫洞比较安全。从理论上讲,物质进入虫洞,可以穿越一段不长的隧道,然后来到隧道的另一端。如果没有虫洞,这将是一段极为漫长的跨越宇宙的旅程,虫洞可以大大缩短旅行的距离和时间,但天文学至今还无法确定黑洞和虫洞的内部细节。这些天文学中最引人入胜的问题,目前还缺少最关键的答案。

作者通过和一些科学家对谈,向我们展示了这样的事实:枯萎病是对大量植物疾病的泛称,北美洲50%的食用植物,都已经被病原体毁掉了,这个比例在非洲更高。曾经在美国东海岸随处可见的椰子树,现在已经完全消失,凶手就是枯萎病。18世纪人们最喜爱的香蕉品种,如今也已经被枯萎病灭绝,它的替代品种现在也遭受枯萎病的威胁。

目前的情况是,特定类型的枯萎病只攻击特定的植物种类,但致死率高达99%,也就是说,虽然它的攻击范围不大,但危险性很高。另有一类泛型的枯萎病,可以攻击大部分植物品种,但是致死率不高,也就是攻击范围大,但不算太危险。正是存在危险性和攻击范围之间的矛盾,让我们今天的农业还可以幸存。那么,是否存在一种攻击范围大又极度危险的枯萎病呢?这种情况,在地球历史的早期出现过。那时候,海洋中突然出现了大量蓝藻,制造了大量氧气,整个地球的大气成分剧烈变化,这一效果杀死了几乎所有的其他生物。

其实,枯萎病不需要打击全部植物,只需要打击植物中很小的一个类别,也就是禾本科植物,就足够对人类文明造成巨大冲击。因为禾本科植物是我们农业的主体,包括水稻、玉米、高粱、大麦和小麦在内的世界主要粮食作物,都是禾本科植物。而且,为我们提供肉食的大部分动物,也以禾本科植物为食。

可以想象,如果某种致死率高但打击范围不大的枯萎病,突然增加了打击范围,会产生怎样可怕的后果。这种情况有可能发生吗?完全有可能。比如,日本有一种甲壳虫能吃200多种植物,它们携带的病原体能感染很多物种,如果这些病原体为了适应环境继续进化,变得越来越适合攻击这些植物,它就是变得更加致命。

这样的情况未来很有可能出现,这不是少数人的危言耸听,而是科学家们正在研究的前沿课题。

黑洞不仅仅引力大,更可怕的是,在黑洞附近,超强的引力会导致时间变慢。如果有宇航员掉入黑洞,从外面的视角来看,宇航员会逐渐减速,最终永远停滞在黑洞的视界处。在黑洞附近的活动全部都被放慢了时间。比如说,作者提到它设想的一个黑洞,名叫卡冈都亚,在它的附近经历1个小时,地球上就已经过去了7年。强大的引力造成时间变慢,这是爱因斯坦在广义相对论里提出的理论,不过我们只有在黑洞附近,才能真切地找到明显的案例。

比黑洞更神奇的是虫洞。理论上,遥远的空间旅行无法实现,但是某种强大的力量可以让空间折叠弯曲,把两个原本相隔很远的点连接在一起,它们之间靠一条特殊的管道连通,这就是虫洞。只不过,洞的这个说法虽然直观,但并不是真实的样子,在三维空间中的虫洞更像是一个圆球。

现代天体物理学的研究认为,虫洞不是永恒静止不变的,虫洞会诞生、膨胀、连通和死亡。所以,电影《星际穿越》中,有神秘力量在我们的太阳系创造出一个虫洞,在理论上是存在可能的。只不过,虫洞的诞生、膨胀、连通再到断开也就是死亡的过程非常迅速,任何想要穿过虫洞的人或物,都来不及在这么短的时间内通过。如果在穿越途中虫洞关闭,那么,结果是企图穿越的任何东西都会被毁灭。

既然虫洞在理论上可行,人类未来的科技水平,也有可能制造出丰富的奇异物质保持虫洞稳定,那么,星际穿越是不是看起来很有可能实现?作者认为,依靠虫洞可能是宇宙中高等级文明唯一可行的旅行方式,这种方式不仅能大大扩展我们的探索空间,更重要的是节约了大量时间。毕竟,时间也是一种珍贵的资源,我们必须谨慎使用。

举个例子,现在要将三位宇航员安全地送入距离地面400公里的国际空间站,就已经需要研发最大推力的火箭。未来,即便人类出现严重危机,世界人口锐减到只有现在的百分之一,那么,要运送的人口也有几千万,今天的航天技术还无法承受这样的负荷。有科学家为此大开脑洞,认为可以通过研究引力的本质,让地球的引力暂时减小,但这些策略目前还只停留在非常初步的理论阶段。

天文学不仅仅是认识几颗星星这么简单,了解黑洞的质量看似无用,但在最深刻的危机面前,在最终极的人类种族跃升的使命面前,天文学可能成为最重要的知识。

科学家研究一群蚂蚁,发现大部分蚂蚁都在辛勤劳动,收集食物,开辟领地,对抗天敌等等。但有那么很少的几只蚂蚁看起来懒洋洋的,东转转,西看看,没什么事情做。科学家把这些“懒蚂蚁”从蚁群中拿走,结果发现,在其他的勤劳的蚂蚁中,又自动地分出了几只蚂蚁,扮演“懒蚂蚁”的角色。也就是说,对于生命种群来说,“懒蚂蚁”是必须要有的标配。因为勤劳的蚂蚁搬运的是眼前看得见的食物,一旦这些食物搬完了,下一步该怎么办呢?正是“懒蚂蚁”在探索眼前可见食物之外的未来,它们就像人类的天文学家。

总结一下:我们分析了人类文明面临的几种潜在危机,以及如果出现危机,人类依靠虫洞实现星际穿越、登陆其他星球的可能性。星际穿越不仅需要克服黑洞的引力,还要找到虫洞,并制造足够多的奇异物质,此外,还需要有足够大推力的火箭和足够大空间的飞船。当然,关于星际穿越,很多理论还在假设阶段,要想真正实现,还有很漫长的道路要走。

天文学家最早在18世纪设想出关于黑洞的思维实验,但直到20世纪,黑洞才被理论充分描述,并且得出了一个数学表达方式,之后,天文学家们一直通过观测收集有关黑洞存在的证据。又过了整整100年,才通过引力波的探测真正找到黑洞,并为黑洞拍摄了周围环境的照片,实现了黑洞的可视化。现在,天文学家们推断,把黑洞、虫洞和引力的奥秘全部解开,或许可以实现星际穿越,他们正在集体出动,致力于解决人类终极命运的问题。

这不仅是科幻电影的戏剧化情节,而是人类未来大概率会面对的现实。我们有理由相信,我们对科学的热爱,最终能帮助自己改变命运。正如科幻作家刘慈欣所说,“当科学的严谨遇上真性情,令人惊叹的化学反应自然会生生不息。”我们期待,人类文明和人类对宇宙的探索,都生生不息,也期待人类的星际穿越梦想能早日实现。

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