第461章 小宇宙
“離地球最近的造父變星——北極星也有幾百光年之遙遠，不過，越遠的恒星其自行就越小，利用這種辦法，經過複雜的計算，我們終於計算出了含有變星的各種星群的近似距離。
其計算過程將在《自然》期刊上發表，諸位在這裏聽到的天文學上最前沿的發展，在我演講之前，天文學界並沒有銀河係的確切大小數據。而有了造父變星這個大絕招，我們可以很肯定地測量它。
我們甚至可以把望遠鏡對準與鄰近的天文環境大不相同的球狀星團，發現它們的密度很高，假如地球出現在球狀星團中，僅靠恒星的閃耀就能把黑夜變成白晝一樣亮堂。
而我們可以很肯定地說，這些怪星團與我們的距離超過了之前所有的天文尺度——不到一萬光年。球狀星團在銀河係中被觀察到的有100個左右，可能還有差不多的數量沒有被看到。距離我們大約有2萬到20萬光年。
我們終於把尺度拓展到了20萬光年。而且我們能夠把大量的恒星的自行過程距離還原成圍繞著銀河的中心旋轉的圖景。我們使用的是計算機全自動追蹤上百萬顆恒星的自行，於是，誕生了這幅想象圖。”
第一次，人類是從銀河的圓盤的垂直角度“觀看”銀河，演講台上的大銀幕一顆一顆地把幾百萬顆恒星漸次閃現出來，閃耀地展現著瑰麗的銀河的本來麵貌。
就連看熱鬧的人也感覺很好玩兒，天文學家們更是心神皆醉，他們還是頭一回見到天文學知識也能夠拿來在普通人麵前得瑟的。
銀河係還第一次出現了美豔的旋臂，我們的太陽係就處在其中一個旋臂上，不是像以前人們一廂情願相信的那樣是銀河係的中心，而是在銀河的邊緣。
唐寧把追蹤之外的恒星補足，使銀河想象圖更完美，並指出了太陽係所在的具體位置，說：“不要以為在中央是好事兒。如果是這樣，為什麽我們不住在太陽上？為什麽我們不生活在地球中心？有時候，邊緣更美好。
就像大洋中的暖流與寒流相交的邊緣，波濤洶湧，把大量的營養物質帶到海麵，那裏的生命最豐饒，邊緣之美，不可言喻。銀河中心……嗬嗬，我猜想那裏引力巨大，連光都被引進去出不來，一些生命都將會在那樣恐怖的引力之下撕成基本粒子。”
這最後一句話就像小刀一樣劃在人們的心坎兒上，引起一陣**與耳語。
聽唐寧說說這個數字大家就能體會什麽是恐怖引力了：“我們根據銀河旋轉的速率而推算，占有銀河絕大部分質量的銀心的質量遠超太陽質量的1000億倍（此處有驚呼聲），進而估計銀河係大概有2000億到3000億顆恒星，是第一個估算這個數目的w。赫歇耳先生數字一億顆的3000倍。（此處又有驚呼聲）
我們的銀河係，真實直徑約10萬光年，像個圓盤，盤子的厚度在中心處為2萬光年，我們所處的位置約銀心到邊緣三分之二之處，要是理解為黃金分割線之處也行。這裏的厚度約3000光年。
我們銀河有兩個小鄰居，與銀河係同屬於星係級的天體，一個是小麥哲倫雲，一個是大麥哲倫雲。大麥哲倫雲離我們15萬光年，小麥哲倫雲離我們17萬光年。
小麥哲倫雲對天文學還有非凡的意義，因為它有足足25顆造父變星，且離我們如此地遙遠，造父變星之間的距離已經不重要了，於是形成了很規律的亮度，使我們能夠畫出變星的周期律曲線，成為星際座標對比的依據。
天文學界的先賢們曾經猜測一些暗淡的星斑可能是遙遠到難以置信的恒星所組成，但是直到我們出手之前，最好的望遠鏡也無法看到它的內部結構，隻知道那兒偶然會出現一顆光度極弱的星。
我個人推測那是恒星演化過程中最後一次能量大爆發，其噴發的能量能夠照亮整個星係，也就是說，如果我們銀河係中來這麽一顆大爆發恒星，其能量相當於整個銀河係恒星能量之和。
不過，這個理論不重要，因為我們已經製造出了最大口徑的光學望遠鏡，達到了200英寸，終於把先賢的猜想變成了真切的觀察結果，這是著名的經常出超級恒星大爆發的仙女座星雲內部。”
聯大會議與會者便有幸在這個意外從政治會議變成科學會議的場合看到了遠離銀河係的星係，它同樣擁有造父變星，從而能夠得到準確的距離數據——250萬光年。
“難道這就是最遠的嗎？當然不是，還有很多的類似仙女座星雲的遠方星係，比仙女座更遙遠，至此，我們已經把宇宙的尺度跟地質證據所證明的地球年齡超過20億年對應了起來。最遠的星係在被我們的望遠鏡看到的時候，已經在浩淼的太空中行駛了幾十億年。
隻要想想我們目睹的華麗星空是20億年前的圖景，我們的心中自然而然地就升起一股對宇宙的宏大的敬意，以及對人類渺小的歎息。
這20億年並不是我們宇宙的最大年齡，將來我們還有更強有力的工具。大家知道，光的波長短，容易碰到障礙物，而電磁波的波長長，可以繞過障礙物。我們身處銀河係的邊緣，按理來說往銀心高密度看去的時候能夠看到豐富得多的繁星。
但事實卻是無論我們從哪外方向看，星空的密度都差不多。所以我們以前的天文學家會以為我們太陽係是在銀河係中心。其實，這是因為銀心密度大，氣體塵埃的密度也大，遮擋住了大量的星光。
自然界往往有很多巧合的東西使我們產生誤判。比如：月亮的大小跟太陽的大小看上去是差不多的，所有能夠形成完美的日食，月亮居然能夠剛好遮住太陽，實在是太巧了。那是因為太陽質量大，離我們就越遠，月球質量小，可以離我們很近。
兩個參數一起作用，就產生了日食這種巧得不能再巧的巧合。而且月球看起來不是在轉動的，它上麵的斑點幾乎不動。這讓我們的祖先認為月球不轉動。其實，這正是潮汐鎖定現象。
月球的自轉剛好跟地球同步，月球有一麵永遠朝向地球，另一麵永遠背對著地球，這些巧合冥冥之中卻正好符合物理學原理。
為了使我們的視野透過惱人的氣體塵埃，我們還製造了巨大的、接收電磁波的射電天文望遠鏡，這一次，我們看到了更遠、更多。”
光學望遠鏡直接看到的最遠是百萬光年計，而射電望遠鏡所合成的圖像是光學望遠鏡根本完全看不到的黑暗虛空，相當於幾十億光年之遠的圖景。
到了這個尺度，人們已經麻木了，似乎幾十億光年還沒有伽利略第一次看到大銀河那麽震撼，也沒有造父變星確定仙女座星雲遠在250萬光年那麽震撼。
“我已經注意到，大家似乎對幾十億光年之遠的事情沒有了興趣。是啊，試想那麽遙遠的地方有一個王子和公主結婚了，快樂的生活在一起，我們想去拜訪一下這對小夫妻，結果等我們以光速趕到的時候，幾十億年已經過去了！這有意思嗎？”
觀眾席上響起了會心的笑聲，大家覺得太遠的星係發生的故事真是很扯。
“射電望遠鏡告訴我們更深的道理，其實，原本先賢們以為遙遠到不可思議，被康德稱之為‘宇宙島’的仙女座星雲，結果卻隻是我們銀河係的近鄰，它是組成我們銀河係所在的‘本星係團’的星係的一個。
這麽一個隨便的鄰居，卻比我們銀河係還要大，擁有的恒星比我們銀河係還要多。而我們的本星係團又隻是大量星係團的一部分，本星係團還和別的星係團組成更大的組織——超星係團。
將來說不定我們還會發現超超星係團。宇宙就像一個無限延伸的空間，不管它是不是無窮無盡的，上億的距離都讓我們望而興歎了。
很不幸，迄今為止，宇宙的速度上限就是光速，不要說太遠，我們最近的4。3光年的半人馬座阿爾法星就夠讓我們走好一陣子。接近光速是非常困難的，我們可以想象，以極大的工程、科學努力，使我們能夠以十分之一的光速飛行。
這已經非常難了，那麽到最近的恒星打一個來回，竟需要差不多百年的時光。以四年一屆政府來算，居然要經過25屆政府才能完成一次科考。對於一屆政府、一代人民來說，這是何其艱難的決定。
我們在這裏提醒大家，遠方是多麽的渺茫，對我們的啟發就是——也許經營好我們自己觸手可及的一畝三分地更靠譜。一光年，如果用米來衡量，那就是接近10的13次方。
而我們人類成年個體的細胞的數量約為10的14次方。我們自己本身竟似一個宇宙級的空間。細菌的細胞要比人體細胞小得多，它們以人體細胞總數10倍的數量存在於我們的小宇宙中。
宇宙既然廣袤到隻可遠觀而不可褻玩，我們何不把人類最大的希望寄托在自己的小宇宙中？每個人都有自己的小宇宙，屬於自己的空間。而且這個小宇宙的規模與宏偉，絲毫不亞於大宇宙呢。
人類的欲望無止境，文明的發展前途無量。宗教告訴你，要麽到天堂去尋找極樂，要麽扼製自己的欲望。我們科學一派揭示了極樂與豐富能夠往無限小的方向去發掘。
今天，我們還將討論一個跟遙遠相關的物理與哲學合一的問題，也是牛頓百思不得其解的問題——為什麽天體相隔那麽遠，引力卻似乎仍然瞬間就到達它們，使擁有質量的天體能夠相互吸引？
我們的好奇心可能比牛頓更大，因為我們射電天文望遠鏡已經揭示了更宏偉的圖景——維持超星係團之間引力竟然能夠跨越上百萬光年而存在。它們這麽牛，到底是有什麽奧秘？
我現在就在現場創造一個小太陽係，或者說小星係的迷你模型，讓大家看看一種可能的解釋，希望能夠給科學愛好者以啟發。”
“離地球最近的造父變星——北極星也有幾百光年之遙遠，不過，越遠的恒星其自行就越小，利用這種辦法，經過複雜的計算，我們終於計算出了含有變星的各種星群的近似距離。
其計算過程將在《自然》期刊上發表，諸位在這裏聽到的天文學上最前沿的發展，在我演講之前，天文學界並沒有銀河係的確切大小數據。而有了造父變星這個大絕招，我們可以很肯定地測量它。
我們甚至可以把望遠鏡對準與鄰近的天文環境大不相同的球狀星團，發現它們的密度很高，假如地球出現在球狀星團中，僅靠恒星的閃耀就能把黑夜變成白晝一樣亮堂。
而我們可以很肯定地說，這些怪星團與我們的距離超過了之前所有的天文尺度——不到一萬光年。球狀星團在銀河係中被觀察到的有100個左右，可能還有差不多的數量沒有被看到。距離我們大約有2萬到20萬光年。
我們終於把尺度拓展到了20萬光年。而且我們能夠把大量的恒星的自行過程距離還原成圍繞著銀河的中心旋轉的圖景。我們使用的是計算機全自動追蹤上百萬顆恒星的自行，於是，誕生了這幅想象圖。”
第一次，人類是從銀河的圓盤的垂直角度“觀看”銀河，演講台上的大銀幕一顆一顆地把幾百萬顆恒星漸次閃現出來，閃耀地展現著瑰麗的銀河的本來麵貌。
就連看熱鬧的人也感覺很好玩兒，天文學家們更是心神皆醉，他們還是頭一回見到天文學知識也能夠拿來在普通人麵前得瑟的。
銀河係還第一次出現了美豔的旋臂，我們的太陽係就處在其中一個旋臂上，不是像以前人們一廂情願相信的那樣是銀河係的中心，而是在銀河的邊緣。
唐寧把追蹤之外的恒星補足，使銀河想象圖更完美，並指出了太陽係所在的具體位置，說：“不要以為在中央是好事兒。如果是這樣，為什麽我們不住在太陽上？為什麽我們不生活在地球中心？有時候，邊緣更美好。
就像大洋中的暖流與寒流相交的邊緣，波濤洶湧，把大量的營養物質帶到海麵，那裏的生命最豐饒，邊緣之美，不可言喻。銀河中心……嗬嗬，我猜想那裏引力巨大，連光都被引進去出不來，一些生命都將會在那樣恐怖的引力之下撕成基本粒子。”
這最後一句話就像小刀一樣劃在人們的心坎兒上，引起一陣**與耳語。
聽唐寧說說這個數字大家就能體會什麽是恐怖引力了：“我們根據銀河旋轉的速率而推算，占有銀河絕大部分質量的銀心的質量遠超太陽質量的1000億倍（此處有驚呼聲），進而估計銀河係大概有2000億到3000億顆恒星，是第一個估算這個數目的w。赫歇耳先生數字一億顆的3000倍。（此處又有驚呼聲）
我們的銀河係，真實直徑約10萬光年，像個圓盤，盤子的厚度在中心處為2萬光年，我們所處的位置約銀心到邊緣三分之二之處，要是理解為黃金分割線之處也行。這裏的厚度約3000光年。
我們銀河有兩個小鄰居，與銀河係同屬於星係級的天體，一個是小麥哲倫雲，一個是大麥哲倫雲。大麥哲倫雲離我們15萬光年，小麥哲倫雲離我們17萬光年。
小麥哲倫雲對天文學還有非凡的意義，因為它有足足25顆造父變星，且離我們如此地遙遠，造父變星之間的距離已經不重要了，於是形成了很規律的亮度，使我們能夠畫出變星的周期律曲線，成為星際座標對比的依據。
天文學界的先賢們曾經猜測一些暗淡的星斑可能是遙遠到難以置信的恒星所組成，但是直到我們出手之前，最好的望遠鏡也無法看到它的內部結構，隻知道那兒偶然會出現一顆光度極弱的星。
我個人推測那是恒星演化過程中最後一次能量大爆發，其噴發的能量能夠照亮整個星係，也就是說，如果我們銀河係中來這麽一顆大爆發恒星，其能量相當於整個銀河係恒星能量之和。
不過，這個理論不重要，因為我們已經製造出了最大口徑的光學望遠鏡，達到了200英寸，終於把先賢的猜想變成了真切的觀察結果，這是著名的經常出超級恒星大爆發的仙女座星雲內部。”
聯大會議與會者便有幸在這個意外從政治會議變成科學會議的場合看到了遠離銀河係的星係，它同樣擁有造父變星，從而能夠得到準確的距離數據——250萬光年。
“難道這就是最遠的嗎？當然不是，還有很多的類似仙女座星雲的遠方星係，比仙女座更遙遠，至此，我們已經把宇宙的尺度跟地質證據所證明的地球年齡超過20億年對應了起來。最遠的星係在被我們的望遠鏡看到的時候，已經在浩淼的太空中行駛了幾十億年。
隻要想想我們目睹的華麗星空是20億年前的圖景，我們的心中自然而然地就升起一股對宇宙的宏大的敬意，以及對人類渺小的歎息。
這20億年並不是我們宇宙的最大年齡，將來我們還有更強有力的工具。大家知道，光的波長短，容易碰到障礙物，而電磁波的波長長，可以繞過障礙物。我們身處銀河係的邊緣，按理來說往銀心高密度看去的時候能夠看到豐富得多的繁星。
但事實卻是無論我們從哪外方向看，星空的密度都差不多。所以我們以前的天文學家會以為我們太陽係是在銀河係中心。其實，這是因為銀心密度大，氣體塵埃的密度也大，遮擋住了大量的星光。
自然界往往有很多巧合的東西使我們產生誤判。比如：月亮的大小跟太陽的大小看上去是差不多的，所有能夠形成完美的日食，月亮居然能夠剛好遮住太陽，實在是太巧了。那是因為太陽質量大，離我們就越遠，月球質量小，可以離我們很近。
兩個參數一起作用，就產生了日食這種巧得不能再巧的巧合。而且月球看起來不是在轉動的，它上麵的斑點幾乎不動。這讓我們的祖先認為月球不轉動。其實，這正是潮汐鎖定現象。
月球的自轉剛好跟地球同步，月球有一麵永遠朝向地球，另一麵永遠背對著地球，這些巧合冥冥之中卻正好符合物理學原理。
為了使我們的視野透過惱人的氣體塵埃，我們還製造了巨大的、接收電磁波的射電天文望遠鏡，這一次，我們看到了更遠、更多。”
光學望遠鏡直接看到的最遠是百萬光年計，而射電望遠鏡所合成的圖像是光學望遠鏡根本完全看不到的黑暗虛空，相當於幾十億光年之遠的圖景。
到了這個尺度，人們已經麻木了，似乎幾十億光年還沒有伽利略第一次看到大銀河那麽震撼，也沒有造父變星確定仙女座星雲遠在250萬光年那麽震撼。
“我已經注意到，大家似乎對幾十億光年之遠的事情沒有了興趣。是啊，試想那麽遙遠的地方有一個王子和公主結婚了，快樂的生活在一起，我們想去拜訪一下這對小夫妻，結果等我們以光速趕到的時候，幾十億年已經過去了！這有意思嗎？”
觀眾席上響起了會心的笑聲，大家覺得太遠的星係發生的故事真是很扯。
“射電望遠鏡告訴我們更深的道理，其實，原本先賢們以為遙遠到不可思議，被康德稱之為‘宇宙島’的仙女座星雲，結果卻隻是我們銀河係的近鄰，它是組成我們銀河係所在的‘本星係團’的星係的一個。
這麽一個隨便的鄰居，卻比我們銀河係還要大，擁有的恒星比我們銀河係還要多。而我們的本星係團又隻是大量星係團的一部分，本星係團還和別的星係團組成更大的組織——超星係團。
將來說不定我們還會發現超超星係團。宇宙就像一個無限延伸的空間，不管它是不是無窮無盡的，上億的距離都讓我們望而興歎了。
很不幸，迄今為止，宇宙的速度上限就是光速，不要說太遠，我們最近的4。3光年的半人馬座阿爾法星就夠讓我們走好一陣子。接近光速是非常困難的，我們可以想象，以極大的工程、科學努力，使我們能夠以十分之一的光速飛行。
這已經非常難了，那麽到最近的恒星打一個來回，竟需要差不多百年的時光。以四年一屆政府來算，居然要經過25屆政府才能完成一次科考。對於一屆政府、一代人民來說，這是何其艱難的決定。
我們在這裏提醒大家，遠方是多麽的渺茫，對我們的啟發就是——也許經營好我們自己觸手可及的一畝三分地更靠譜。一光年，如果用米來衡量，那就是接近10的13次方。
而我們人類成年個體的細胞的數量約為10的14次方。我們自己本身竟似一個宇宙級的空間。細菌的細胞要比人體細胞小得多，它們以人體細胞總數10倍的數量存在於我們的小宇宙中。
宇宙既然廣袤到隻可遠觀而不可褻玩，我們何不把人類最大的希望寄托在自己的小宇宙中？每個人都有自己的小宇宙，屬於自己的空間。而且這個小宇宙的規模與宏偉，絲毫不亞於大宇宙呢。
人類的欲望無止境，文明的發展前途無量。宗教告訴你，要麽到天堂去尋找極樂，要麽扼製自己的欲望。我們科學一派揭示了極樂與豐富能夠往無限小的方向去發掘。
今天，我們還將討論一個跟遙遠相關的物理與哲學合一的問題，也是牛頓百思不得其解的問題——為什麽天體相隔那麽遠，引力卻似乎仍然瞬間就到達它們，使擁有質量的天體能夠相互吸引？
我們的好奇心可能比牛頓更大，因為我們射電天文望遠鏡已經揭示了更宏偉的圖景——維持超星係團之間引力竟然能夠跨越上百萬光年而存在。它們這麽牛，到底是有什麽奧秘？
我現在就在現場創造一個小太陽係，或者說小星係的迷你模型，讓大家看看一種可能的解釋，希望能夠給科學愛好者以啟發。”