宇宙：多姿多彩的未知世界

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虫洞和黑洞

虫洞是个物理概念，在各类科幻作品影响下，很多普通人也熟悉这个词。根据广义相对论，宇宙并非平直伸展，在强大引力等原因作用下，空间，甚至时间，有可能卷曲起来，如果这时在适当位置“挖”个洞，就能迅速“飞”到另一边了，这就是曲速航行（后面会讲到，《星际迷航》就是这么干的）。所以，虫洞就是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。人们认为，透过虫洞可以做瞬时的空间转移或者做时间旅行。但迄今为止，人类并未观测到虫洞存在的证据，它只是人们的假设而已。

而黑洞是另一个接近被证实的天文假说。它是质量极大的天体，以至在一定距离内，即使光也无法逃脱其引力。把光速作为环绕速度，引力作为向心力，来估算得出该距离，它也被称为“不可逃逸”边界或“事件视界”。边界外的观测者无法得到内部信息，因为作为最快信息传递手段的光无法越出边界，但外界物质仍会受到引力的作用落入视界内，即“只入不出”。但是，霍金的研究表明，黑洞也有向外的辐射，并非单纯的引力陷阱，所以曲速航行也许并非虚构，特别是在只传送基本粒子时。

触摸星空——太空美景和现实

美剧是科幻不是科普，编剧也不一定有足够的专业知识。以《星际迷航》为例，50年间已被抓出许多“bug”，如真空中不能屏气等。然而很多时候，幻想和现实只有一线之隔，同样是在这部剧中，手机就从和曲速航行一样不靠谱的幻想变为了人手一部的现实。

作为太空科幻，关于天文的名词和影像的出现概率往往很高，这可能是有NASA（美国国家航空航天局）支持的原因。剧集中的太空美景不但漂亮，在天文学上也准确且富有教育意义，只不过它们是用超大口径天文望远镜长时间拍摄得到的，身临其境反而看不到，因为距离太近，观察时间也太短。

当然，也有剧烈到肉眼就能看到连续变化的天文现象，如超新星爆发。这种突然变亮的星体只有数周寿命。2016年1月发表在《科学》杂志上的ASASSN-15lh就是一颗由中国科学家发现的，迄今最亮的超新星。

起源和终结——大爆炸与超新星

宇宙起源仍是个迷，“大爆炸”理论认为宇宙诞生于奇点爆发，这一刻同时启动了时间和空间，或者说，时间本身就是空间扩张的度量。据此，宇宙始于137亿年前，并从那时起维持着不断膨胀的过程。宇宙膨胀的观测证据来自1922年美国天文学家埃德温·哈勃发现的“红移”现象，即不管往哪个方向看，远处星系都在急速离去，因此光谱比应显现的偏红。1990年发射的哈勃望远镜为纪念他命名，它也进一步找到了宇宙起源的证据，如位于大熊座方向的婴儿星系gn-z11。一般认为，大爆炸之初，物质只能以基本粒子形态存在，之后随着宇宙不断膨胀，温度和密度下降，才凝聚成原子和分子，进而构成气体为主的星云，再在万有引力等作用下逐步凝结成恒星和行星。通过哈勃望远镜和其他设备对多个恒星形成区，如猎户星云的观测，表明浓密气体和尘埃盘是年轻恒星的标志，这和较早的恒星形成假说能够互相印证，但更多的宇宙历史还属于未知。

超新星则是另一种情况，这个名词来自早期天文观测，指突然出现在天空中的亮星，持续时间一般很短，从几周到几个月。根据现在的天文学研究，超新星并非恒星的诞生，而是恰恰相反——恒星的死亡。众所周知，恒星发光发热是内部核聚变的结果，聚變物质最初是氢和氦，其后依次演化为碳、硅等。大质量的恒星，如大于8倍太阳时，后期核心区硅聚变产物铁-56积累，往往会发生大规模爆发，表现为亮度剧增和高速抛出恒星物质，这就是超新星爆发的真相。如果在恒星寿命最终维持聚变的温度不足，则可能发生引力坍缩，演化为白矮星之类高密度星体，坍缩过程中也会抛出一些物质。这些原子序数较大，同时带有一定动能的物质可能成为新恒星启动的动力源，或凝结成新的行星，有设想认为地球等存在铁核的行星就是这类恒星爆发的产物。

宇宙，最后的边疆

进入21世纪，探索太空不再仅仅因为其本身而激动人心，但宇宙仍是人类最后的边疆。随着地球上资源日渐匮乏，人口密度一再攀升，人们总会不由自主地仰望星空，幻想在那片遥远深邃的天穹之后，还有一片可以繁衍生息的世外桃源。

2014年，美国科学家宣布发现一颗距地球仅16光年的类地行星Gliese 832c，2016年又有团体公布在离太阳系最近的恒星——比邻星附近发现类地行星，距地球只有4.24光年，表面可能含有生命必需的液态水。显然，“寻找新世界、新生命和新文明，勇敢地到达人类未曾到过的地方”仍将是人类未来的主旋律之一。更不用说，随着天宫二号和神舟十一号成功发射与对接，新一轮大宇航时代也许即将在中国开启。