在无尽的虚无中，这是一个没人想去往的地方（出发后的33年227天）

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在无尽的虚无中，这是一个没人想去往的地方
出发后的33年227天

……虽然我穿越了数万英里

但我此刻非常平静

我想我的太空船应该知道奔向何方

告诉我妻子，我爱她之深切，如她所知……

——[英]大卫·鲍伊

经过AI分析，在“卡拉维尔号”面前所呈现的连续不断的自然烟花中，除了超新星爆炸和强烈的伽马射线暴以外，至少还有十几种能被飞船仪器所识别的起源于银河系的人造电磁辐射。但要发出这些电磁辐射，文明须进化到足以认识和使用数据传输的程度。实际上，在银河系驰骋的这许多年里，“卡拉维尔号”也偶然地路过了一些拥有宜居行星且显然有居住者的恒星系。AI对它们的起源进行了仔细分类并确定参考星。通过主动观察和合理统计推算，我们可以预测出银河系中拥有数量惊人的生命形式，它们或多或少皆是进化的生物。另一方面，据初步估计，银河系中大约有100亿颗类地行星，从这个角度上来说，存在进化的生命形式也没有什么不可能的。这令人震惊的结论不仅让“卡拉维尔号”出征的使命显得更有意义，也证实了从无生命物质向生物物质转变的可能性在宇宙中是多么的合理。不过，仍然存在一个问题，那就是各种生命形式分散于成百上千亿颗恒星，过于遥远的距离使得它们几乎不可能进行稳定的接触，也不可能处于相似且同时期的文明水平。但不管怎么说，这都是人类最伟大的科学发现，AI为此也感到非常自豪。

在前往太空探险的倒数第二站时，“卡拉维尔号”进行了一次加速。旅程过半后，它便开始以2g的加速度进行减速。做出加速的决定是基于太空飞跃的距离、推进系统的良好状态以及宇航员们可以进行长期冬眠等这些令人满意的条件，最重要的是，AI当然也希望能最大限度地缩短宇航员们飞行的时间。此外，它对目的地的选择也是经过深思熟虑的。受狭义相对论效应的影响，航程的时间几乎并不取决于航行的距离，你只要准备好足够的推进剂和高效的发动机就行了。“卡拉维尔号”以最高速达光速的99.999 999 999 95%的速度飞行，14年过去了，刚刚行至半程；比去往上一站所花的13年7个月的时间还要多一点。这一次的距离实在太远了，连AI都倒吸一口凉气：100万光年。如此看来，离开银河系中心所需要的1万光年只不过是个短途的旅行；100万光年的距离相当于银河系直径的10倍，也远远超出了麦哲伦星云的范围。“卡拉维尔号”远离恒星和黑洞，它的周围什么都没有，几乎处于银河系与仙女星系中间的位置。一方面，如果再以原速飞行，剩下的那一半距离也仅能节省7个月的时间而已，因此AI决定减速；另一方面，能够跑到两大星系之间的这种疯狂之举也值得再冬眠几个月。

与此同时，地球上已经过去了100万年：这个微不足道却让我们深爱的、覆盖着岩石和薄薄水层的金属块，它的命运已经难以预测，是否还有人居住在那里，我们也无从知晓。“卡拉维尔号”的宇航员们只能以相对超脱的心态来面对它。很久以后，它的未知性甚至不亚于其他任何一个宜居的系外行星。

熬过从冬眠中醒来后的痛苦阶段，宇航员们对这次太空飞跃期间所发生的事情进行了盘点。人类和AI观测到了一片没有星星的天空，这在人类历史上还是第一次。在我们舒适的银河系以外、巨大的仙女星系前面，几乎没有恒星绕轨运行，甚至连需要小心避开的黑洞都没有。称自己身处宇宙的虚无之中只不过是一种委婉的说法，宇航员们都心知肚明，因为实际的情况更令人不寒而栗。比起太空旅行多年来他们业已习惯的宇宙空间，此刻外部的空间更为空旷和黑暗。然而，在“卡拉维尔号”周围，有亿万个小小的、奇异的发光物体，其中有一些用肉眼也可以看见它们的内部结构。

许多像我们这样的星系都布满了恒星，其中有两颗非常漂亮也非常大，还有几十颗非常明亮，看起来像等级很高的恒星。它们的姐妹们——无数的星星，在更大尺度的背景中，复制着银河系内的天文奇观。

AI用夸张的语气向宇航员们宣布了它的重大发现，即银河系中存在着众多的智慧生命，而宇航员们花了好一会儿才消化了这一个大消息。现在，他们的注意力都转移到了仙女星系的身上。令人惊叹的是，它十分清晰，仿佛是哈勃望远镜中呈现的图像那般，但即使没有望远镜的帮助，也能看得十分清楚。它悬浮于虚空，仿佛漂浮在一片漆黑的海洋里。宇航员们距离它150万光年，但它看起来比从地球上看到的太阳还要大，只不过没有那么亮。正因如此，宇航员们才能放心大胆地观察它。通过肉眼即可分辨出由它的超大质量黑洞所产生的发光的中心。仙女星系的中心相当安静，如同我们银河系的中心那样。中央球形区域恒星聚集，盘状螺旋的分支上布满了数千亿颗恒星，它们围绕着星系中心无声地旋转着。

那么银河系又是怎样一番奇景呢？这是宇航员们第一次从银河系的外部去观察它，因此还有种别样的感觉。人类几千年来从银河系内部观察它的结构所产生的那些疑惑，此刻，只消一眼便渐渐烟消云散了。但难以想象的是，那颗小小的太阳和它的行星究竟在哪个位置。“卡拉维尔号”距离银河系“只有”100万光年，所以它看起来比仙女星系更大一些。这两姐妹的壮观着实让人惊叹，从情感上来说，宇航员们在冬眠中度过的漫长岁月和他们所做出的牺牲在此刻也是值得的。而且，除了让人叹为观止的景象，所得还有更多。“卡拉维尔号”的望远镜和探测器将收集必要的信息来了解银河系的结构和它的演化，以便进一步了解宇宙的构成、宇宙动力学的内在机制，以及暗能量的作用和性质。

仙女星系是银河系的姐姐，它的盘面是银河系盘面大小的整整两倍，拥有大约一万亿颗不同大小和年龄的恒星。它的螺旋盘结构与银河系的基本一致，但尺寸上要巨大得多。在地球上一个晴朗无月的夜晚，用肉眼即可看到仙女星系。在AI的指导下，“卡拉维尔号”的仪器辛勤地勘探着，它们看到的是一个由气体和宇宙尘埃组成的巨大光晕，这在地球上是看不到的，光晕围绕着星系轴，延伸到了约100万光年远的地方。一团难以察觉的氢气云，夹杂着其他重金属元素，这些超新星爆炸后的残留浸没在一个看不见的暗物质光环中，它们严格地限定了最外侧恒星们的自转周期，而周期的长短则取决于是否有暗物质的参与。在没有暗物质参与的情况下，恒星的自转周期会更长一些。

说句题外话，超新星爆炸是测定遥远星系距离的一种非常有效的方法。在某些特定的条件下，超新星爆炸释放的能量是相同的，与星系中是否存在濒死恒星没有关系。因此，对其亮度的测量可以估算出它们与宿主星系的距离。

银河系和仙女星系这两姐妹有着许多不同之处，还有一些实质性的区别，例如盘面结构、恒星数量、恒星密度、恒星年龄、星系亮度、恒星的产生顺序以及被引力困住的暗物质的数量等。但这些差异只会持续40亿年：实际上，仙女星系持续以大约120千米/秒的速度向银河系靠近，它们之间250万光年的距离正在逐渐缩小；最后，这两个星系将聚合在一起形成一个椭圆形的超级星系。在过去，类似的事件也曾在这两个星系上发生过，就像大滴的水银聚合了它周围小滴的水银那样，仙女星系和银河系也曾吞并较小的星系并按相应的比例扩大。“卡拉维尔号”的仪器似乎也已经在仙女星系中心的复杂结构中找到了星系融合的痕迹。仙女星系的超大质量黑洞位于星系的中央，至少是人马座A*的10倍，此刻，它与人马座A*一样，十分安静。

星系家族约有50个姐妹，其中，构成所谓“本星系群”的星系占据了约1 000万光年的范围，包含35个星系。透过“卡拉维尔号”的舷窗，可以在星际黑暗中清晰地看到它们的身影，甚至比从望远镜的数码显示屏或通过X射线发射探测器看得更清楚。除了那些形状不规则的星系外，星系主要分为两种类型。第一种为旋涡星系，如银河系、仙女星系，它们除了具有球形的中心核外，还有明显的盘状的平面结构；第二种为椭圆星系，它们像立体的物体那样，且非常对称。第一种类的家族中包括了许多红色恒星，它们年龄很大，非常古老，而第二种类的家族则拥有年轻的蓝色恒星，因此活动更为剧烈。星系所拥有的恒星、星际气体、黑洞以及暗物质的数量各不相同，因此大小也有差别。此外，星系的年龄也是描述它的重要参数之一。仙女星系大约有100亿岁，而已经观察到的最古老的星系形成于宇宙大爆炸后的4亿年左右，也就是第一批恒星诞生的几亿年以后。准确地来说，星系会因组成部分的不同而表现出明显的年龄差异。

星系形成、发展和演化的机制是相当复杂的，由许多参数来共同决定，这些参数包括原星云的存在、最早形成的恒星的作用、超新星爆炸与黑洞形成的综合效应、巨大黑洞在星系核中的活动、可见物质与暗物质之间的关系、产生新恒星的能力、星系不同构成部分如螺旋星系的球形中心与外臂之间的动力学关系、与其他星系相遇和相互作用的历史等。一种复杂的现象学自然会带来极其丰富的星系动物学，甚至比天文学还要丰富。总之，这也是证明宇宙极其复杂的另一个证据，宇宙由可怕的力量支配着，发生着众多的事件，而这些事件也间接地让我们思考：引发它第一声啼哭（即宇宙大爆炸）的那个不可估量的能量会是什么？对“卡拉维尔号”所收集数据的分析无疑会带来一场革命，一场对宇宙演化及其主要构成的理解上的革命，为什么不支持这个或那个关于宇宙遥远尽头的理论呢？本星系群的重心大约位于银河系与仙女星系之间，也就是“卡拉维尔号”所在的位置，以此为圆心，在半径只有300万光年的范围内，共有30个星系。这些星系分布在银河系和仙女星系两个大姐姐的周围，形成了两个卫星星系。抛开星系与恒星在大小方面的差异，在恒星自身及恒星之间会发生的现象似乎也在星系自身和星系之间重现：恒星的大小以光“秒”计算，相隔的距离以光年计算；而星系的长度以数万光年计算，它们之间相隔的距离则以百万光年计算。

那么，在这个充满了星系而非恒星的天空中，飞船仪器可以清楚地观察到本地星群只是一个更大的巨型群的一部分。这个巨型群被称为“室女座超级星系团”，它包含了包括本地星群在内的100个星系群和星系团，覆盖了直径约为1.1亿光年的区域。然而这令人难以置信的俄罗斯套娃游戏并没有结束，室女座超级星系团又是一个更大超级超级星系团的一部分，这个超级超级星系团有5亿光年宽广，拥有超过10万个星系，它们织起了一张宇宙网，将一个个时空连接在一起；在这一直径超过930亿光年的宇宙网中，至少有1 000亿个星系。宇宙网的一条条极长极长的丝线则框定了同样巨大的空白区域，这些区域里没有任何恒星物质。宇宙网在巨大尺度上放大了微小的量子波动，这些波动发生在充满基本粒子的宇宙诞生之初的时候。早期的微观宇宙与现在的宏观宇宙之间仍存在一种神奇的关联。“卡拉维尔号”的宇航员们感到很荣幸，能够在这虚无的空间中找到这样一个奇妙位置来感受宇宙的辽阔。

但是，一个138亿年前诞生的宇宙的直径为什么是930亿光年而非276亿光年（相当于光传播138亿年的路程的两倍）？原因是在宇宙膨胀和暗能量的作用下，空间在扩张，而且还在加速扩张。因此，星系之间的距离逐渐增加。假设我们观测到了50亿光年外的某个星系的光，那么，在这束光到达我们的这个过程中，这个星系已经退行到更远的地方了。

那么接下来，就有一个不同寻常的结论了。时空“拖家带口”地以越来越快的速度膨胀，空间膨胀的速度甚至会超过光速，但这并未违反爱因斯坦相对论的规则^[1]。在这种情况下，处于这一飞速膨胀的空间中的星系们会以超相对论速度远离彼此^[2]。如果我们假设膨胀的加速是无期限的，或至少持续很长一段时间吧，最终，我们将再也看不到这些星系了。其中一些星系正在发射能够到达我们的最后的光脉冲，到某个时候，也许是几十亿年后，它们将填满与我们之间的巨大空间。

在暗能量的推动下，当星系的退行速度超过光速时，它们的恒星所发出的光信号将不可能到达我们，而这些星系也将永远从我们的地平线上消失，宇宙的两边也将永远无法被相互探测到。这一事实让我们相信，今天可观测的宇宙只不过是138亿年间从它诞生到发展的那个宇宙的很小的一部分。我们甚至可以说，如果我们银河系的寿命足够长，有一天，它的居民们会相信，是银河系构成了整个宇宙。然而，银河系在宇宙中是多么渺小的存在啊！因此，我们希望我们的曾孙们仍然能够看到哈勃望远镜拍摄的美丽照片，假如能看到“卡拉维尔号”望远镜拍摄的照片那就更好了，因为这些照片能确切地证明其他的数十亿个姐妹星系的存在。

另一方面，今天已知的物理学可以帮助我们假设宇宙未来的发展动向。例如，我们知道它的加速膨胀可能会带来“大寒冷”，这会让宇宙的能量逐渐稀释，当然，这需要极其漫长的时间。但这也说明，不会出现所谓的宇宙“大收缩”，即宇宙膨胀的逆过程，时空急剧收缩，直到它回到量子真空的子宫重新开始，并为新的开始做好准备。事实上，因引力而活动的物质数量似乎也不足以产生宇宙回弹。因此，正如我们刚才所说，宇宙未来发展史的某些阶段是已知的，或者说是可以估测的，尽管仍然存在相当大的不确定性。

大约10¹⁴—10¹⁵年后，宇宙中的氢燃料将消耗殆尽，几乎所有的恒星都将熄灭，并诞生一批超新星、中子星和黑洞。伴随而来的是行星的死亡，这也意味着宇宙生命的终结。即使没有智慧生物的存在，宇宙也会无情地衰落下去。到10²⁰年后，黑暗的、没有生命的星系们将经历一次深刻的退化。恒星、中子星的残骸和其他的星系物质最终会落入到中央的超大质量黑洞中去，而其他的天体则会脱离星系结构，离它们而去。

在10³⁵年后，将发生一个非常重要的事件，尽管可能性非常大，但目前我们还没有可支持的证据。现在，我们认为物质是稳定的，从某种意义上来讲，原子可以作为不可破坏的实体存在无限长的时间。但是，如果大统一理论被证明是正确的，那情况可能就不是这样了。与之相关的理论模型最初是从20世纪70年代开始发展起来的，它们属于我们此前提到过的万物理论的一个子类：大统一理论推测，在极高的能量下，即在大爆炸后宇宙刚刚诞生那个时期的能量下，强力与电磁力和弱力是统合在一起的。根据大统一理论模型的预测，即使是质子这种被认为是完全稳定的粒子，也可以衰变成其他粒子。当然，这需要极长的时间，大约在10³⁵—10³⁷年之间。在这些粒子中，有一些依然是不稳定的，也就是说，宇宙中的原子会自发地、逐渐地开始分裂，而我们今天所知道的原子物质则将在几百万年里消失。

在此之后，最后的物质堡垒——黑洞，也会因为霍金辐射而死亡，而大约10¹⁰⁰年后，黑洞们将放下武器，从宇宙中消失。从那一刻起，宇宙中所剩之物将非常稀少，如能量极低的光子，它的能量还将随着时空的继续膨胀而越来越低，然后是电子、正电子、中微子以及暗物质的任何稳定粒子，其中极有可能是中轻微子，所有这些都将存在于一个无边无际的宇宙中，因此宇宙的密度会非常低。当电子遇到正电子自行湮灭时，剩下的只有光子、中性微子和中微子会幸存下来。这个暗淡的过程十分缓慢，长达10¹⁰⁰⁰年甚至更久，没有人能够看到。实际上，要跨越如此漫长的时间线是不可能的，哪怕是极端冒进的理论也做不到。在宇宙大寒冷后，崭新的、巨大的量子波动是否会重新点燃光，这是目前我们不知道如何面对的问题。但无论如何，我们可以肯定地说，宇宙大爆炸后过去的138亿年，以指数表示法即10¹⁰年多一点，这个时间对我们来说几乎是无限的，然而这段时间对于宇宙未来漫长的生命也不过是一眨眼的工夫。因此，我们面对的是一个尚在襁褓中的宇宙，为了推断和了解它的发展，“卡拉维尔号”此次太空任务所取得的成果可能是决定性的。

包括AI在内的“卡拉维尔号”的机组人员们都尽量不去想这个天文数字，因为身处其中的感觉已经足够令人惊讶和振奋了。他们更专注于测量和实验，说服自己这次探索即将结束。宇航员们沿着想象中的道路前行并越走越远，疯狂的冒险之旅与自杀式任务是不一样的。有些事情会促使他们继续探索下去，但返航这样的道德义务以及技术和后勤保障的限制又会让他们踟蹰不前。然而，AI是义无反顾的。在接下来的两三个月里，他们将在仙女星系和银河系之间飘浮，这期间收集到的庞大信息加上前几个阶段已经获得的信息实在太重要了，它们不能仅由少数几个冒失的人类保有，所有的数据和发现都必须传递给地球上的人类，最自然的方式当然是亲自将它们连同自己奇妙的经历一起带回到人类面前。到那时候，在地球上迎接他们的将是什么样的人类呢？宇航员们可以尽情地展开想象。“卡拉维尔号”太空任务的所有目标，即使是最隐蔽的目标，都清楚地储存在它的硅储存器中，且没有可替换的储存器，所以，必须返航。

[1]空间膨胀不会引起相对论效应，因此不受相对论的限制。

[2]星系退行速度超光速也不违背相对论，因为星系退行是因空间膨胀所产生的一种相对运动，而非星系本身相对于空间以超光速在运动。