摸黑找拖鞋的时候,我突然想起自己是银河系的一员
昨天半夜起来上厕所,没开灯,脚趾头撞在床腿上,疼得我龇牙咧嘴,坐在马桶上揉脚的时候,我忽然想到一个挺奇怪的问题:这脚趾头,这床,这栋楼,这座城市,到底在宇宙里是个什么位置?上次去天文馆,讲解员说我们都是银河系的一员,当时觉得这话挺浪漫的,但说实话,成为银河系的一员到底意味着什么,我其实一直没太搞明白,回来翻了翻资料,越看越觉得有意思。
先搞清楚银河系是个什么东西
打个比方,想象你站在一个超级大的操场上,手里抓着一把沙子往天上撒,这些沙粒不是乱飞的——它们聚成一个扁扁的圆盘形状,中间厚,边上薄,整体还在慢慢旋转,这就是银河系的大致模样,只不过每粒"沙子"不是沙子,是一颗太阳那样的恒星,有些比太阳大几十倍。
银河系里的恒星数量,写出来是这样的:
100,000,000,000 到 400,000,000,000 颗
这个数字大到什么程度呢?如果你一秒钟数一颗星,不吃不喝不睡觉,数完最少需要三千多年,数到三百岁的时候,你大概还在太阳系附近打转。
我们所在的位置也挺有意思,太阳带着地球,不靠银河系中心,也不在边缘,而是在中间偏外的区域,大约离中心6万光年,光年这玩意儿听起来像时间单位,其实是距离——光跑一年的路程,也就是说,银河系中心现在发出的光,要等两万六千年后才能到我们眼睛里,我们现在看到的那个位置的光,是两万六千年前出发的,那会儿地球上猛犸象还在冰原上晃悠。
银河系的结构大概长这样
我没有天文学背景,但费曼说过一个观点让我印象很深——真懂一个东西,是你能用简单的话给任何人讲明白,我不能说真懂了,但试着用自己的话把这个结构捋一捋:
| 部位 | 大概什么样 |
| 银核 | 中心鼓包,恒星密密麻麻挤在一起,核心是个超大质量黑洞 |
| 银盘 | 扁平的盘,直径约10万光年,大部分恒星和星云都在这里 |
| 旋臂 | 像螺旋桨一样的结构,我们在猎户臂上一条不起眼的小分支里 |
| 银晕 | 包裹在外面的球状区域,稀疏分布着老年恒星和暗物质 |
黑洞听起来吓人,但离我们远着呢,不用担心被吸进去,真正让我愣了一下的,是整个结构在动。
动得比我想的要快得多
地球绕太阳转,太阳绕银河系中心转,太阳带着我们全家——包括八大行星、小行星带、柯伊伯带一堆东西——以每秒220公里的速度飞驰,220公里每秒,这个速度有多夸张?从北京到上海,大概只需要三秒多。
可就算这么快,绕银河系一圈还是需要3亿年。
上次太阳系在这个轨道位置的时候,恐龙刚刚在地球上出现,再上一圈,地球上最复杂的生物大概还是一些爬行动物,我们这一辈子,在银河系的时间尺度上,连眨眼的万分之一都算不上。<p>想到这儿,晚上失眠的时候觉得房贷也没那么严重了。
我们身上的原子,经历过大爆炸和恒星死亡
这大概是让我最感到连接感的部分,我们身体里的碳、氧、铁这些元素,不是凭空变出来的,宇宙大爆炸之后很长一段时间,只有氢和氦这些轻元素,后来第一批恒星形成、燃烧、熄灭,有些质量够大的恒星在临终时爆发成超新星——那种爆炸的亮度能超过整个星系——就在这个极端的过程中,重元素被制造出来,喷散到宇宙空间里。
几亿年后,这些物质混进了形成太阳系的星云里,最后变成了地球,变成了你手里的水杯,变成了你血液里的铁,变成了你骨骼里的钙。你左手的原子可能来自一颗已经死去的恒星,你右手的原子可能来自另一颗,卡尔·萨根说我们是星尘做的,真不是诗意的修辞,是相当精确的事实陈述。
一颗死去恒星贡献的元素清单
以下是超新星爆发中产生、后来进入我们身体的主要元素:
- 碳——所有有机物的骨架,包括DNA
- 氧——细胞呼吸离不开它
- 铁——血液里运输氧气的血红蛋白的核心
- 钙——骨骼和牙齿的主要成分
- 氮——蛋白质和核酸的重要组成部分
换句话说,不止是修辞,组成我们身体的绝大部分元素,确实是在遥远恒星的内部或者死亡瞬间制造出来的,我们跟银河系里那些遥远的、已经不存在了的星星之间,存在着实实在在的物质联系。
银河系里并不只我们
人类在银河系里是不是孤零零的,这个问题现在没有答案,不过天文学家已经在银河系内发现了超过5000颗系外行星,很多恒星周围都有行星,有些还处在所谓的"宜居带"里——温度刚好让液态水可能存在,像开普勒-452b这种行星,大小跟地球差不多,围绕一颗类似太阳的恒星运转,距离我们约1400光年,目前还没有直接证据证明这些行星上有生命,但概率上说,银河系里可能存在着大量适合生命存在的环境。
如果有一天真的发现银河系其他地方有生命,哪怕只是微生物,那我们对"银河系一员"这个身份的理解,可能要从头重新想想了。
光污染让我们失去了身体的感知
理论归理论,说回每天晚上,我现在住在城市里,抬头基本看不到几颗星星,几年前去川西高原徒步,晚上营地没有灯,我第一次看到那么清晰的银河,像一条发光的河横跨整个天空,那会儿我觉得自己特别小,但奇怪的是不觉得害怕,反而有种说不清的安心感。
在那样的夜晚,你能直接看到自己是星系的一部分——不需要任何公式和数据,你的眼睛接收到的光子,几万年前从银河系其他恒星出发,穿过空空荡荡的星际空间,最后恰好在你抬头的那个瞬间到达你的视网膜,这种联结很直接,比任何文字描述都有力量。
后来回城里,脚趾头又撞了几次床腿,生活照旧,但偶尔路过楼下便利店,看到牛奶盒上印着"源自天然牧场"的时候,我会突然想笑——牛奶钙的源头不是牧场,是不知道哪颗星星在几亿年前的一次爆炸,这种冷不丁冒出来的念头,大概就是作为银河系一员最日常的体现了,它不影响我明天交报告,也不影响周末要不要去吃火锅,但它让我看很多事情的角度,稍微不一样了一点点。