【天文云大会·视频】15亿年以后地球将耗尽最后一滴水 | 武向平

天文云大会·视频

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=w1424db9huh&width=500&height=375&auto=0

文字版

武向平：大家下午好，各位老师，各位同学，其实第一个报告一般都是叫跑龙套的，说的好听点是抛砖引玉的，其实真正的大家是下面的三位，这三位是真正的天体物理学的大家。他们将与各位分享非常精彩的很专业的报告，我今天给大家讲的是一个非常轻松的话题。特别是看到这么多小朋友在这，给大家讲一个认识我们的宇宙。

我们知道呢，每个人都想过宇宙，在你的脑子里都有一个宇宙，那么你们想象中的宇宙可能是什么样呢？也许你们想过宇宙是无限的，因为想到宇宙，宇宙就很大，所以第一个它可能无限的，有人想过宇宙可能是有母宇宙有子宇宙，我们是其中的一个宇宙；也有人想过我们是泡沫的宇宙，我们生活在其中一个泡泡里，我们到不了别的地方去；还有人想过我们是数字的宇宙，是科学家们构造出来的假的宇宙；有人想过我们是多维的宇宙，虽然我们生活在其中一个，你还能通过一个烟囱跑到另一个宇宙里去，这叫多维的宇宙；还有人想过镜像的宇宙，你在这里生活着，还有一个同样的你在那边生活着，这就是我们想象中的宇宙；大家还听过平行的宇宙，宇宙是平行的发展着，我们今天在这里生活，另一个你在那边也平行的生活着，这叫平行的宇宙，但是这些宇宙呢都是我们概念的宇宙。

无限宇宙示意图

子宇宙示意图

泡沫宇宙示意图

数字宇宙示意图

今天我跟老师们和同学们分享的一个宇宙呢 ，是真实的宇宙，是天文学家今天观测到的宇宙，是什么样子的。

首先我们看看，要介绍这个宇宙呢，就要有一个简历，要给宇宙写一份简历，你会给宇宙要列出一些大家要经常要填的表，比如说你叫什么名字啦？你年龄多大啦？有多高啦？家里几口人？你祖籍是哪儿等等，你会列出这样一张表，这叫宇宙的简历，我们来介绍一下宇宙，宇宙要填一份简历会怎么填？什么叫宇宙呢？宇是上下四方，宙是古往今来，这是新华字典里面定义的宇宙，这非常准确的反映宇宙的含义，那就是空间和时间。

所以我们讲的宇宙就是空间和时间，宇宙也有年龄，你要填它几岁了，宇宙今年年龄多大呢？是138亿岁，这个数字对我们在座的朋友们来讲特别的长，但是对于宇宙呢其实它很短，宇宙还是一个婴儿，它还正在长大，既然长大它就有大小，所以宇宙从爆炸的那一点，到今天它的尺度大概有多大呢，你可以列一个数字出来，这个数字一共有26位数，单位是米，前面几位数是天文学家测出来的，后面全是0 是不准确的，这个数字呢大概就反应了今天宇宙的大小，不过这个数字还在变。

宇宙有大小，宇宙也有重量，大家就问你多重啦你是不是要减肥啦？那我们的宇宙也有重量，宇宙的重量不是拿体重的绝对值描述的，我们拿密度来描述，每单位立方厘米里面多少克物质来描述，这是它的密度。这个值非常非常小，0点后面你要数30个零才达到读数字的地步，417克/立方厘米，这个值比空气的密度低10的27次方，在座的小朋友大概不知道这个数，你就在1后面写27个零，把今天的空气密度除（1后面写27个0）以后，这就是今天的宇宙平均的物质密度。它非常非常的低，所以宇宙不是一个胖子，是一个瘦子，而且这个密度还在变，它不断的减肥，而且减肥得特别快，这是宇宙的体重大小。

同时宇宙也有家庭成员，就像同学们要填表要写家里有几口人。宇宙中的成员有两类，一类就像银河系这样的星系，宇宙中大约有1000亿个银河系，每一个银河系这样的星系又有恒星，大家看到天上有闪闪发光的星星，宇宙中星星有多少呢？每一个银河系这样的星系里，大概平均有1000亿颗星星，所以两个数字一乘呢，就是宇宙中整个星星的数目，它是1后面写22个零，所以这是宇宙中大概的星星的数量。

宇宙是怎么来的呢？宇宙的出生地在哪儿？其实在座的小朋友在幼儿园就听过这个名词，就是大爆炸，宇宙138亿年前发生大爆炸，这个大爆炸经过138亿年的演化，就看到了今天这美丽的宇宙。我们有了这些闪闪发光的星星，首先让我们感受一下这么大一个宇宙，26位数组成的巨大的宇宙，大概有多大？用人去比大概有多大？给我们大家一个直观的感受。我们知道，1米是我们最熟悉的距离，我们很多小朋友现在的大概高度是1米，我们都很熟悉，我们把这个尺度每次增加1000倍，一直增加到我们说的宇宙为止，大家可以数一数，我们增加了多少个1000倍，达到了我们的宇宙。

我们知道，1米乘1000就是1000米就是一公里，我们上海的高楼，就在我们浦东，被列在了（世界）第三位上，目前世界上最高的高楼才828米，人类正在要建的是1000米，所以人类在地面建的最高的建筑是一公里。一公里乘以1000就达到了1000公里，1000公里呢，你要画一个圆在我们的国土上就这么大，它仍然在我们中国的国土上，你还可以到达。

如果1000公里再乘以1000就是百万公里，地球和月球的距离是38万公里，乘以3，就是现在的百万公里，我们就离开了我们的地球。再乘1000，10亿公里是我们太阳系的大小，这里讲的都不是我们的宇宙，如果再乘1000就到1亿公里，这是一个非常大的一个数字了，这才进入到了太阳周围的几颗星星，可以看得见，再乘以1000我们就不再用公里表示了。如果用公里表示，这个数字太大了，于是我们用光年，就是光在一年走的距离，我们把它用作距离的单位。100光年就是刚才我们乘了1000，这个时候乘了6次的1000达到100光年，这时有更多的星星我们看得见了，围绕着太阳。如果我们再乘1000，进入到10万光年的时候，才进入到银河系，银河系大小的尺度，大概比10万光年大一点点，这就是我们的银河系。

但这仍然不是我们讲的宇宙，我们这个时候还要再把它增加1000倍，等一下就把银河系缩小1000倍，我们知道银河系就看不见了，就变成一个小点了，这个时候我们才进入了我们的宇宙，所以我们的银河系就是在这个图里最中心的小白点，那是我们的银河系，这里的每一个小点都是一个银河系。

我们知道我们的宇宙就是拿银河系这样的星系组成的，给大家的第一个感觉就是，所有宇宙当中的物质，就像组成银河系的物质不是均匀的。宇宙中像银河系这样的星系，不是到处都有的，有些时候它喜欢汇聚成一个集团，有些时候空空的什么都没有，这是宇宙中的第一感觉，物质不是均匀的，所有银河系这样的成员喜欢群居，喜欢抱成团聚在一起，就像我们上海是大城市一样，我们大家都喜欢到大城市来，所以很少有星星愿意在宇宙中孤零零呆着的。

我们要研究这么大的宇宙，借助的肯定是我们的设备，就是天文望远镜，而你眼睛所能看到的宇宙其实是非常非常有限的，一个人的眼睛再好，1.5（国际视力标准）的眼睛，你所看到所有的星星不过等价于这个小黄圈里，我们画了一个小圈圈，这是一个银河系大小的星系，这个小圈圈里的星星数，是你眼睛夜晚所能看到的星星数，所以你靠眼睛认识的宇宙是有限的，所以要靠仪器。

即使人们80年前发明了无线电，人们发射第一个无线电信号走了多远呢？仅仅走了小方块那么大一块，还没有走遍银河系，如果一个外星人想收我们人类主动发的信号的话，仅仅那个小方块范围内的恒星周围的行星系统，有生物的话才能收到，而这个信号并没有走遍银河系，所以主动认识有时是非常有限的，所以我们一般被动接受外面的这些光，这些光在宇宙中旅行了很多很多年到达我们。

我们再给大家一个直观的感觉，我们最熟悉夜晚的天空当然是月球，月球是晚上最大的天体，月球旁边画小小的红小方块，这个小方块用眼睛看几乎看不见任何东西，如果拿哈勃望远镜去看这个小方块，你会看到整个小方块里面有这么多星星。这些星星大部分还都是银河系这样的星系，所以很多的东西是要靠仪器去发现。天文学家不仅在平面上能看见，球面上能看见，还可以将每一个银河系这样星系距离全部都测出来，一直可以追踪到快接近第一颗恒星诞生的地方，我们叫宇宙第一缕曙光，我们几乎接近了那个边缘，现在大家正在为此而努力。

在这么大宇宙中我们常常很好奇，我们在哪里，我们人在宇宙中的位置是什么位置？我们经常问这样的问题，我们在哪呢？我们再从我们地球走出去，看看我们在哪，今天我们在上海，上海没有在中国的中心，我们没有感到很遗憾，上海仍然是非常发达的城市，最现代化的城市之一，我们虽然没有在中国的中心，但仍然感觉非常幸福，中国在地球的什么位置？在东方的位置上，也没有在地球中心，虽然我们知道地球是球形的，在表面上它没有中心，但我们作为东方大国，仍然感觉到非常自豪，我们看看地球在宇宙的什么位置呢？地球在太阳系第三个星球上，它也没有在太阳系的中心，事实上，地球是不能待在太阳系中心的，待在中心会被太阳烧死的，它也没有在很边缘的地方，边缘的地方太冷了，大概不适合人类生存。

太阳在银河系的位置在哪呢？太阳也没有在银河系的中心待着，它也在比较边缘的地方待着，银河系中心的位置是密度非常非常高的，看到现在我们大概有一个感觉，我们没有在宇宙的中心待着，把整个银河系这样的星系，放在宇宙中去看你会知道，你消失在茫茫宇宙中，你只是其中一个小点。我们只是感到在宇宙中非常非常普通，人类在宇宙中，我们离开了地球，可以进入太阳系，太阳系又可以进入银河系，银河系又可以进入几十个成员组成的星系群，这些星系群消失在茫茫宇宙中，你不过是其中一个小点。

所以人类在宇宙中没有任何特殊的位置。从这一点讲比较悲哀，从尺度上看，人类这么小小的体积，这样一个小小的地球，又生活在太阳系里，我们消失在茫茫宇宙中，从尺度上讲我们无足轻重，有没有地球，有没有太阳系，甚至有没有银河系，并不影响整个宇宙的发展。但是从另一个方面讲我们又很伟大，伟大之处在于我们人长这么小的小脑袋，从认识宇宙，认识宇宙的规律，从宇宙爆炸的那一点一直看到今天，知道宇宙怎么演化，能够预测出未来发展的规律，这一点人类又是非常非常伟大的。

讲了这么多宇宙的特点，像同学们，老师们有爱好一样，宇宙也有一个爱好，和人类一样，它喜欢运动。所有的宇宙天体是没有静止的，它都喜欢动。我们大家最能直接感受到的是地球的自转，地球24小时转一圈，在上海这个地方地球每小时会转1400公里，这是地球的自转在上海地区的速度，所以听报告一小时你走了1400公里，地球带着你自转走的；我们知道地球围绕太阳公转，转一圈365天，换算成速度它是每小时10万公里，在这听一小时报告你其实走了10万公里；在太阳系里走，太阳系本身不是静止的，它在银河系里也在转，它是每过2亿2500万年转一圈，如果换成速度的话是每小时87万公里，所以听一小时报告的时间，你在银河系里旅行了87万公里。

所以你觉得很自豪的，我们走得很快，我们总希望能够转一圈再回同一个地方来，但是在座每一位没有这样的机会，因为转一圈需要2亿2500万年，除非活到2亿多年，你才能转一圈回来，否则你永远转不了一圈回来。有趣的问题是，当太阳在银河系的这个位置呆的上一个时刻呢，是2亿2500万年前，那个时候地球没有人类的，是恐龙统治着地球，我跟大家开玩笑说，人类是不是还能转了一圈回来，我们是不知道的。再经过2亿2500万年以后，当太阳处在同一个位置的时候我们地球是不是还有人，这个答案其实不知道。

银河系本身它也不是静止的，它也在动，它和周围几十个成员里面组成一个新的家庭，更大的家庭在动，它的运动速度是每小时40万公里。整个这样一个大的家庭，在整个宇宙中也在动，相对于大爆炸的火球在动，它的速度是每小时226万公里，所以我们任何人在宇宙当中无时无刻不在动，只不过感觉不到它在动，任何一个人感觉到动那是很痛苦的事情，因为你的速度非常快，你已经不在地球上呆了。所以我们看看这个运动，地球会自转，地球围绕太阳公转，太阳在银河系公转，银河系也会运动，整个银河系处在宇宙中，整个宇宙都在膨胀，所以我们处在完全动态的图像中，整个宇宙在动，我们要想研究宇宙，我们不能跟着它动，我们要静下心来，才能认识我们的宇宙。

宇宙学是很大一门科学，大家一想到宇宙就很大，但是宇宙学同时是一门非常精密的科学。特别经过过去20年的努力，宇宙学现在已经发展成了非常精密的科学，后面毛淑德教授、何子山教授、戴子高教授，会分享宇宙当中丰富多彩的知识。我们会看到我们能非常精确的测量宇宙，现代宇宙学开始于89年前，哈勃发现了宇宙膨胀，它通过测量24个非常少量的围绕银河系的星系，发现宇宙是在膨胀的，就是所有的星系都离开我们远去。

1929年，哈勃发现宇宙膨胀

根据这样一个膨胀的现象，谁提出了大爆炸的概念呢？是一位叫伽莫夫的前苏联物理学家，他的推论非常简单，既然通过哈勃望远镜看所有星系都在往外面跑，只要时间每倒推往前面走一步，空间尺度就会缩短一步，尺度就会小一步，再往前走一步，大家更靠近一步，直到有一天大家会全部靠在一点去，这是非常自然的推论。如果今天东西都在膨胀的话，如果大家在有限的时间都会汇聚在一点，这个时候按照时间发展的方向看过去这就是一个爆炸，所以他提出了大爆炸的概念。而且他做了重要的预言：既然有大爆炸，就应该留下一个火球，这个火球随着宇宙的膨胀会冷却，但不管多冷，这个东西应该存在，你应该看见它。

大爆炸火球既然在138亿年前爆炸了，今天随着宇宙的膨胀，它慢慢变得很冷，那么它的温度多高，在哪可以看到它呢？伽莫夫在1956年预测到，大爆炸火球冷却到今天，它的温度非常非常低，我们在座的小朋友，大概不熟悉绝对温度，但熟悉摄氏温度，这是我们正常熟悉的温度，伽莫夫在1956年预测到大爆炸火球今天应该零下267度，非常非常冷，因为宇宙变得很大，这个火球温度变得非常非常低，在哪能看见呢？

眼睛是看不见的，眼睛只能看见可见光，你在哪能看见它呢？在你家电视机里可以看见它，怎么看呢？就是过去的老式电视机呀，不是用光纤也不是电缆插进去，而是拉杆天线拉出来，会收到电视台的信号，年龄稍微大一点的老师知道，当你家电视机没收到信号时就会有雪花噪音，这个雪花噪音1%的成分是大爆炸火球引起的，如果要想看大爆炸的火球只能通过你家电视机里看，不过大部分都不是，只有1%是。

Robert Wilson & Arno Penzias

真正的发现是在1956年，很多小学的小朋友都知道这个故事，两位工程师造了一个天线，他的目的是做一个非常好的接收机，接收机温度非常低，可以探非常灵敏的信号，结果一年观测下来发现这个天线总有一个噪音是消不掉的，各个方向探下来是都一样的，于是就写了一篇论文发表在《美国的天体物理学报》上，这个论文长度只有一页半纸，这个论文第一次让我们看到一个东西，那就是各个方向都有一个辐射。这个温度有多高呢？这个温度是摄氏零下270度，和伽莫夫的预言只差了3度，这是一个非常重要的发现，人们第一次看到大爆炸的火球，这个结果获得诺贝尔物理学奖。

目前这个温度是摄氏零下270度，各个方向都有，这个波段在眼睛是看不见的，它的峰值也就是最亮的地方在哪里呢？是1.8毫米，是一个非常非常短的波长，不是眼睛可以看见的，大爆炸的火球发现以后人们非常兴奋。宇宙在膨胀的证据哈勃给我们了，大爆炸火球我们也看见了，但是有一个东西不满意。

我们看看今天的宇宙，在天上看所有的东西，有星系大家喜欢群居抱成团，有的地方很空什么都没有，今天宇宙的物质不均匀，可大爆炸火球是均匀的，那两位工程师看到大爆炸的火球，是不论把天线指向任何一个天空，看到的是完全一样的辐射。大家有一个困惑，如果今天的宇宙有结构的，有星系的，是组成集团的，结果大爆炸火球是均匀的，均匀的东西经过138亿年的发展是永远均匀的，不能发展成不均匀，所以说大家想大爆炸火球应该有不均匀的东西，就是有种子，我们有种子才能产生出今天看到的宇宙中的结构，如果没有种子是不可能产生这样的东西。人们在大爆炸火球发现以后，试图找一个东西，在大爆炸火球上有没有银河系或者银河系组成的大结构的种子，找不到，这个故事就是错的。

于是人们开始寻找，经过27年的寻找，人们终于发现在大爆炸火球上，竟然真的还有一点温度的变化，在零下270度的上面，有十万分之一的温度变化，就是显示在那张图上，不过这个图的中间是银河系，把银河系去掉，你会发现有这样一个斑驳，不同颜色表示不同的温度，你会发现有十万分之一的温度的变化，当年这个图被叫做上帝之脸。

这是人类第一次看到的，虽然斑块很大，这毕竟是138亿年前，大爆炸火球上变化的东西，人们希望找到的东西，尽管每个斑块对应的根本不是一个银河系，它比银河系大了几千倍几万倍，但是人们毕竟看到了变化，于是这张图，获得了诺贝尔物理学奖，是我们第一次终于看到了变化的东西。当然人们不会满意一个分辨率这么差的东西，人们开始提高望远镜的分辨率，当然这是卫星观测，于是美国、欧洲都有卫星上天、做同样的观测，但灵敏度高了，分辨率也高了，现在人们可以给出一张非常完美的，大爆炸火球上的斑斑点点的温度的变化，温度的变化反应物质的变化，那里面有密度的变化，这就是我们的种子。

我们看到宇宙大爆炸，那些火球上的种子留下的痕迹，现在的卫星还有很多的南极的实验一直在做，还在做更清晰的观测，我们有了一个非常初始的，我们叫宇宙的初始条件，我们有了这个东西以后，是138亿年前的，我们可以把它当作种子，放到计算机里去，经过138亿年的发展，这些种子长成什么了？

我们都想看见，好吧，我们就来看一下，我们把它放到计算机里去，物质多的地方让万有引力将它吸引起来，物质稀的地方宇宙的膨胀将它拉开，经过138亿年以后我们来看看它发展成什么样了？在很早的时候，物质密度非常低，起伏非常小，随着宇宙的发展你会发现当物质多的地方，吸引力比较大，它吸引更多的物质，物质稀的地方，随着宇宙的膨胀会拉开，你发现时间在走，经过138亿年的演化，（有的地方）物质汇集起来了，有的地方空空的什么也没了，造就了这样一个宇宙，这个宇宙物理规律如此之简单，只有万有引力，再加上宇宙膨胀，但是这个尺度非常大，每一个小点都不对应一个银河系，对应的是几百甚至几千个银河系。

想看更仔细一点怎么办呢？把其中的一小块拿出来去看，就能看到一个银河系了，每个小点都是一个银河系，银河系有更多的恒星组成，几十几百个银河系汇聚起来 组成更亮的斑块，我们叫星系的集团，就可以造出这些东西出来，这些结构就出来了，我们理解了宇宙从大爆炸的初始条件开始，经过非常简单的物理规律，就是万有引力，能形成我们今天看到的所有的东西。我们知道了宇宙的所有结构怎么来，物理规律我们也知道了，只有引力在起作用，这是非常了不起的事情。

今天宇宙在膨胀，现在是40（多个数量级），大家都很关心一个问题，宇宙将来怎么发展？宇宙138亿年开始膨胀，今天还在膨胀，那里面有物质，物质会产生引力，宇宙膨胀未来会怎么样呢？其实很容易想象，如果里面物质比较多，物质会产生万有引力，这个引力很强，将来宇宙会停止膨胀。相反，如果宇宙中物质没有那么多，就无法阻止宇宙膨胀，那宇宙就要永远膨胀下去，宇宙未来怎么膨胀？仅仅取决于一件事情，那就是宇宙中有多少物质。可以通过非常简便的计算，通过牛顿万有引力定律加运动学第二定律，就可以导出一个值出来，就可以知道宇宙的膨胀速度。

如果要问今天宇宙中需要多少物质，可以让宇宙将来停止膨胀，这是非常好算的，这个值是10的负29次方克每立方米，如果宇宙中的平均密度达到了这个值，宇宙就会停止膨胀。相反，如果宇宙物质没有达到这个值，宇宙就永远膨胀下去，这个值小到什么地步呢？下面黄框里写的是电子的质量，电子的质量10的负27次方克，而我们要求的这个值比电子的质量小了100倍，所以宇宙中只要每立方米有1%的电子，宇宙将来就要停止膨胀，这个值要求的非常不苛刻，我们容易达到。所以在很多年前，当我们做研究生的时候，我们相信宇宙将来是要停止膨胀是要收缩回来的。

可是今天结果相反，宇宙命运是什么样呢？其实有两种结局，物质多宇宙就要停止膨胀收缩回来，有人说宇宙是烧死的，虽然现在温度降温，但宇宙将来再汇聚起来的时候，温度仍然会升高，我们会被烧死的。如果宇宙中没有那么多物质，宇宙就要永远膨胀下去，我们就会被冻死。真正的结果怎么样，我们需要天文学家给出观测上的回答，我们可以数星星，我们问全宇宙中的所有星星加起来贡献的质量，能够让宇宙停止膨胀吗？

这个问题非常好回答，天文学家做了很多，我们在宇宙中画一块方形的体积，圆的体积，然后问密度是多少？等于10的负29次方每立方米每克吗？比它大吗？比它小吗？给出结论出来，天文学家做了这件事情，把全宇宙所有星星全部加起来，所贡献的密度仅仅达到了让宇宙停止膨胀值的千分之五，宇宙所有星星加起来远远不能阻止宇宙的膨胀，宇宙是要永远膨胀下去的，所以我们的星星的确太少了，如果宇宙中仅仅只有星星，那宇宙就要永远膨胀下去，因为它的质量占的比例实在太少。

那我们问的问题是，我们看到的物质就能代表真实的宇宙吗？你眼睛看到的星星，这些东西能代表宇宙真实物质吗？我经常给大家举一个例子是左边的图，我们看夜晚地球上的灯光，我们看到欧洲一片灯火辉煌，我们看到非洲几乎没有光，我们问灯光能代表人口的分布吗？你发现结论是不对的，你会发现欧洲只有7.4亿人，非洲有10亿人，非洲的夜晚几乎是黑的，但是欧洲的夜晚一片灯火辉煌，所以光是不能代表人的分布的。同样靠光是不能代表宇宙中物质分布的。

我们通过哈勃望远镜看到的是右边这张图，是最遥远的宇宙，我们常常问的是那些空的地方，没有发光的地方有物质吗？答案是有的，只是你看不见，不同的波段，我们的确看到不同的宇宙，我们从射电波段、红外波段、可见光、紫外光，看同一个目标的时候，我们看到不同的东西，我们就问哪种电磁波给你真实的物质？

而我们肉眼仅仅可以看到中间这张图，毛淑德教授会讲引力透镜怎么会得出暗物质分布的。

我们有很多动力学的、引力透镜的、热气体的观测证据证明，宇宙中大部分物质是不发光的，宇宙中发光的物质占16%，不发光的物质占到84%，一会儿听三位天文学家给我们分享下面的关于暗物质的故事。

我们知道发光占的比例只有很少比例，不发光的占了很大的比例，把两部分全部加起来，仅仅达到了能让宇宙停止膨胀值的27%，所以这就是我们所有的宇宙的物质密度，对整个和相对让宇宙膨胀的那个值比的话，占到的值，这个值很小。我们现在天文学家结论是，所有宇宙物质加起来不能阻止宇宙膨胀，所以宇宙会永远膨胀下去，所以结论就是我们会被冻死。这个结论大家会不太喜欢，越来越冷，不太喜欢，但是没有办法，这是事实，我们想永远地膨胀下去，我们还会被冻死。但是有一个问题，这个膨胀下去是匀速、加速的还是减速的？既然宇宙永远膨胀，我们没有办法阻止它，但是膨胀的速度要算出来，一个速度膨胀下去？膨胀的越来越快？还是膨胀的越来越慢？

在1988年的时候，有三位天文学家，带领三个研究小组，通过观测超新星的亮度，放在不同的宇宙距离上得到了重要的结论，得到结论是宇宙其实是加速膨胀的，膨胀的速度是越来越快的，我们结论是什么呢？宇宙是在膨胀的，永远停不下来，而且膨胀会越来越快，我们冻死的速度超乎你的想象，将来我们膨胀速度按指数膨胀的，这是灾难性的事情，这是宇宙的命运。听起来故事非常凄惨，但是我们人类命运恰恰不是冻死得反而是烧死的，因为我们是受局部环境控制。我们看看整个宇宙的命运啊，其实是闪亮登场一个爆炸出来一片光明，低调退出，慢慢的消退，就是通过膨胀温度慢慢的降下去，所以宇宙的命运就是这样的。开始是非常闪亮的出场人物，最后低调的退出，但事实上我们人类命运恰好相反，我们不是被冻死的，我们反而是被烧死的。

我们常常问，在这样一个宇宙大环境里面，地球或者地球和人类会受到什么样的影响？在座小朋友不知道，在座年龄大一点朋友会知道，2012年的时候有人说12月21日世界末日要来了，这就是和宇宙大环境有关系的，当然那个事情并没有发生。一会戴教授会跟大家分享伽玛射线暴，其实对宇宙影响最大的事情，第一个可能是伽玛射线暴。戴教授会讲得很详细，伽玛射线暴是一种能量，它在一秒钟内释放的能量，等于把太阳在一百亿年的能量，在一秒钟释放出来，如果银河系发生一次，这些能量照到地球上，所有生物都会被杀死，所以一会儿戴教授多讲讲，把故事讲的更玄一点。如果银河系没有发生伽玛射线暴，50亿年以后，太阳会把核能用尽的，太阳进行核反应烧着氢，氢烧完烧的氦，最后会死掉，50亿年太阳就会把核能烧完了。事实上等到28亿年的时候，烧氢的时候，太阳会膨胀，所以我们地球到28亿年的时候，现在有个数字模拟可以模拟出来到了它会烧起来。28亿年的时候，我们地球已经是火球了，已经不适合人类居住了，大概等不到50亿年我们就要离开地球了。

事实上还有一个重要的事情，我们知道生命是需要水的。地球上正好有水，如果把地球上所有水组合起来变成球，直径只有1384公里，如果水是守恒的，我们是非常幸运的，我们先不管污染不污染，这个水球守恒，我们有充足的水源，但是事实上水不是守恒的。不守恒的来源在于太阳，万物生长靠太阳，但最后也会死在太阳上，太阳每一亿年增加1%的亮度，它在烧氢在膨胀，1亿年增加1%的亮度，你可以做一个非常简单的计算，15亿年以后地球上一滴水也没有了。我们的地球就是右边这张图，我们海洋里水全部蒸发完了，所以要在15亿年内想一个办法，移民到外太空去，否则你在地球上没有办法生存。

好处是现在科技已经考虑这一步了，宇宙还有一个生态问题，我们知道我们地球上需要水，也需要生态，我们看到火星给我们的启示，我们知道火星和地球长得很像，我们常常叫姐妹星球，火星上曾经是有河流的，可以看到留下的痕迹，前一段刚好报道，这些河流也许沉积到下面变成了冰块，这是一个最新的故事，但是不论怎么样，火星上的河流为什么消失了，它发生了什么事，让这个生态不适合人类生存了，不可以有生命了，这对地球人类是非常好的启示，我们要研究这个东西。当然我们最熟悉的是小行星会撞地球，有人说6500万年前，一个小行星撞了地球导致恐龙灭绝了，这种事情在未来是可能会发生的，对地球构成威胁的小行星大概有1400个，而这些轨道跟地球有交集，我们对这些要有预警，地球在整个宇宙环境中大概会有灾难性的事件发生。从天文学家角度可以观测，也许可以去预防的。

我们当然不能活到15亿年以后，我们也不能活到100年以后，在座的任何一位很难活到100年以后，人类消失以后的地球诸位都看不见，你我都看不见，但画家画出来大概是这样子，谁能看到最后一刻，微笑到最后看到地球的命运呢？是这样一位居民，地球上最后一位居民不是我们，是它。

它能泡在100度的开水里洗澡，能在150度的高压锅里畅游也没事，在零下272度环境下能谈笑风生，在真空的环境下可以度假，在宇宙的辐射中可以游弋，这就是我们的水熊虫。这是去年的一篇科学论文，发表在很高端的杂志上，终于发现一个生物，这个生物可以存活很久很久，即使没有人也能存活，我给大家分享了关于宇宙的故事，这个故事是开场白，精彩都在后面，所以你们要在这儿待着，继续听下面精彩的故事。

想要和更多志同道合的人一同讨论科普问题，获得墨子沙龙小秘书贴心服务，及时获取各类科普活动通知吗？扫码加墨子沙龙小秘书，拉你入墨子沙龙超大群。

墨子沙龙是由中国科学技术大学主办、上海浦东新区科学技术协会协办，以上海研究院为基地的公益性大型科普论坛，沙龙的科普对象为对科学有浓厚兴趣，热爱科普的民众，力图打造具有中学生学力便可以了解当下全球最尖端科学资讯的科普讲坛。

关于“墨子沙龙”