面对浩瀚的宇宙，人类除了恐惧，还有好奇
这是智先生的第63篇原创文章
有幸与你见证这个时代
我想和你们聊聊宇宙。
要想深入地了解宇宙，对物理和天文的门槛很高，许多知识会生涩难懂，如奇点、熵增、相对论和红移等，但不妨碍普通人的基本科普。
给我挺大感触的是，当下人包括我身边的亲戚朋友，对宇宙的理解仅停留在每年的中秋节，抬头仰望着月亮和星星，就能脑补出心中的宇宙。
在生活的压力下，人们无暇顾及星辰大海，因为不能带来实际效益，苟且于眼前，不时看看诗和远方，仅此而已。
谷歌创始人拉里佩奇就坦言， 美国宇航局是谷歌最强的竞争对手。即使谷歌极力描绘前景和梦想，给工程师开高工资、期权和股权，但是美国宇航局的梦想更为诱人，是面向整个宇宙，把最优秀的人才都吸引走了。
我不会将梦想寄托在宇宙上，但可以让你了解宇宙的一些真相。（以下图文较长，我尽量讲得通俗易懂）
仰望星空，我们能看到宇宙的浩瀚历史。
我们知道，光的速度是30万公里/秒，它一年走过的距离被称为光年。以当前人类最快的飞行器，也要行驶大约16000年，才抵得上一光年的距离。
当月亮围着地球转、地球围着太阳转时，其实太阳也在公转，它率领着整个太阳系，绕着银河系的中心转，转一圈需要2.5亿年。
银河系
银河系大约有1000亿个恒星，绝对的大哥级别，而太阳系只是渺小的其中一个小弟。
银河系的直径有10万光年，如果在银河系的另一端有生物在用望远镜看地球，那么能看到10万年前的地球景象，那时居住着尼安德特人。
若要探索宇宙更遥远的地方，人类需要借助各种望远镜，如定居太空的哈勃望远镜：
哈勃望远镜曾将它的镜头对准夜空里的一个小角落，并将这个视角保持了4个月，尽其所能观测那里的所有光亮：
下面是哈勃所拍摄到的：
这张图里每一个亮点都代表一个星系，大约有1000多个。
这些星系距离地球至少130亿光年。换言之，我们横跨了130亿年的宇宙历史，追溯至宇宙诞生的8亿年后，进行了一场“时空倒流”。
哈勃观测的这片区域，星系数量在整个宇宙其实微乎其微。科学家曾估算，人类能观察到的星系大概有1000亿个，每个星系都有大约一万亿个像太阳的恒星，更有数之不尽的行星。
草帽星系，距离地球2930万光年
因为距离太远，即使有些星系已经被毁灭了，我们也观察不到。因此曾有人举出一个荒诞的猜测：是否存在宇宙已经毁灭了，但我们还没看到的可能？
即使是离地球最近的一颗恒星：比邻星，距离也达到4.24光年。虽然科学家在那里发现了一颗宜居的行星，我们坐飞船过去仍然要7万年。
比邻星
因为宇宙浩瀚无边，所以我们看到的一切事物，都属于过去：
我们看到的只是1.3秒前的月亮，8分钟前的太阳，100年前的北斗七星和250万年前的仙女座。
在这个世上，只有两样东西能让我们的心灵感到深深的震撼，一是我们头上灿烂的星空，二是内心崇高的道德法则。
人类在宇宙太孤独了。
人类从诞生到进化，这个过程艰难而漫长。
《钢炼》里说到人的组成：“水35升、碳20公斤、氨水4升、石灰1.5公斤、磷800克、盐250克、硝石100克、硫磺80克、氟7.5克、硅3克、铁5克、还有适量的十五种元素，以一个标准的成年人来计算的话，这就是人体的构成物质。”
我们将人体的灵魂意识都排除在外，仅讨论组成人体所需的物质元素，如碳氮氧氟，就要经过恒星无数次的燃烧锻造形成。
如果把宇宙的历史看成年历，那么从1月1号开始计算，人类处于以下的进程：
1月1日：宇宙大爆炸，氢是最基础的元素。
1月10号：氢因引力坍缩而被点燃，形成第一批恒星。
1月13号：恒星开始剧变，形成第一批小星系，碳氮氧硅铁等元素越来越多。
3月15号：银河系诞生
8月31号：太阳诞生
9月21号：地球生命开始诞生
11月9号：生命开始呼吸、移动
12月17号：海洋生物开始登陆陆地
12月28号：第一朵花开始绽放
12月30号早上6点24分：小行星撞击地球
12月31号最后一小时：人类出现
12月31号23点59分46秒：人类所有记载的历史，只有14秒。
尽管人类的科技日新月异，也仅仅登陆过月球，造访过金星火星土卫六而已。
从月球上看地球，能看到完整的形状：
月球看地球
在土星附近看地球，已经成为一个小光点了：
土星看地球
在海王星附近看地球，你不认真看，都发现不了地球的踪影：
海王星看地球
孤零零的人类，为了寻找地外文明，从未停止过探索的热情。
NASA在1972年发射了先驱者10号，它成功越过小行星带，近距离观测木星的飞行器，但由于电力不足，已失去了联系。
先驱者10号
目前飞得最远的是旅行者一号，在1977年9月5日发射，于2014年离开太阳系，飞向了别的恒星。
旅行者一号
它带走了一张12英寸的金唱片，里面包括 55 种语言录制的问候语，内容是“行星地球的孩子（向你们）问好”，以及一个90分钟的声乐集锦和 27 首世界名曲。
金唱片
旅行者1号的命运和前辈没什么区别，等待它的最终命运是电力被耗光，冰冷地漂浮在星际空间中。
旅行者1号收录了美国总统卡特的问候音频，但是外星人最先看到的地球人，很可能是希特勒本尊。
希特勒
1936年纳粹德国的奥运会开幕式中，当时的电视直播频率低于50MHz，电视信号的频率能通过地球的电离层反射，抵达太空。
当时的电视直播
如今，在超过81光年远的地方，信号因为电量过低而被分散，可能被潜在的外星生物所探测到。
相较于宇宙的浩瀚历史，人类绽放的时间极其短暂，在宇宙中是否存在其它生命呢？
天文学家苦苦寻觅多年，依然没有发现一丝生命迹象，但是却发现了“地外文明”的痕迹：如恒星KIC 8462852：
恒星KIC 8462852
这个恒星比太阳更热更亮，距离地球有1480光年，在持续的观测中，围绕着它旋转的一颗行星十分反常，引起了人们的注意。
通常来说，行星围绕着恒星旋转，当转到恒星的前面时，会遮挡一部分光源，大约有1%，且光变曲线很有规律，呈现对称性，就像下图：
行星的遮挡面积对称分布
但是这颗恒星有很高的占用，在观测的第800天达到15%，1500天的时候达到了22%，观测如下：
不规则的光变曲线
从来没有任何一颗恒星会有这种状况，科学家在排除仪器故障、彗星撞击、尘埃遮挡等原因后，美国天文学家戴森提出了一个猜测：有外星文明将这颗行星包裹起来，用来开采恒星的能量。
这就是著名的“戴森球”，也被称为人造天体理论，它很可能长成这样：
戴森球
或者是这样：
卡尔达肖夫指数曾划分了宇宙文明的等级：
一级文明是指可以控制利用一个星球，如地球；
二级文明是指可以控制利用一个恒星，如太阳系；
三级文明是指可以控制利用一个星系，如银河系。
目前人类仍需上百年才能达到一级文明水平，也就是完全掌握地球的所有资源，并能控制地震海啸等灾难。
而这颗“戴森球”的建筑面积比太阳还大，它控制恒星来开采能源，或许仅仅只是一处矿场，其背后的文明已经进入二级文明水平。
我们只是观测到它1481年前的模样，如今是什么规模，我们不得而知。
庆幸的是，宇宙的广袤无垠，让人类得以孤独地生存，为繁衍发展提供一份安全感。
因为距离遥远，等外星文明真正来访地球时，我们或许已经做好充足的准备了。
越了解宇宙，我们就越不懂宇宙。
从哥白尼提出日心说，到伽利略自制天文望远镜、力学和相对论的诞生，再到苏联发射第一艘载人飞船“东方一号”，人类对宇宙的探索热情从未停止，但是却带来更多的困惑和不解。
一、暗物质
暗物质魅影
随着对宇宙的深入了解，人们发现在理论上，应该有一种看不见的物质，弥漫于浩瀚宇宙之中。
因为有了引力的存在，地球才会围绕太阳公转，太阳系才会围绕银河系公转，这个不难理解。
但是研究发现，星球之间的引力，是无法抵消高速旋转时的离心力，所以这里有看不见的物质，将星球约束在相应的轨道上，这就是暗物质。
UGC 447星系主要由暗物质构成，使其成为搜寻和研究暗物质的首选星系
更惊人的发现是，这种暗物质，它占据了宇宙96%的物质含量，人类可见的只占宇宙总物质量的5%。 但是暗物质肉眼却不可见，想找它出来十分困难。
二、宇宙不是黑色的
我们所观察到的宇宙，都是以下这样：
但是在可见宇宙中，遍布着上千亿个星系，理论上我们无论望向天空的哪个位置，都应该有繁多的星系发光，夜空应该是很明亮的。
德国天文学家奧伯斯也提出这样的疑惑，他的解释是：宇宙中存在气体和尘埃，阻挡了光线，所以不是所有星系的光都能到达地球。
但是这个解释有误，即使星系被尘埃和气体阻挡，它们也会以电磁波的形式辐射能量，依然会让宇宙变亮。
也有人提到，或许有些星系离我们太远，再等等就能看到光了。但是根据宇宙膨胀说理论，我们即使等到沧海桑田、板块位移，夜空也不会亮如白昼。
这是由于我们身处的宇宙，它的每一处空间都在往外膨胀。
距离越近的物体，由于引力的作用，可以抵抗空间膨胀：如地球和太阳可以紧密相连，不会分开；但是银河系和百万光年以外的星系，互相没有引力作用，两个星系将会离得越来越远。
越是靠近宇宙膨胀边缘的星系，远离我们的速度就越快，甚至超过了光速，导致发出的光，我们一直接收不到。这就是我们肉眼所看的宇宙，为何是黑色的。
在宇宙空间中，弥漫着大爆炸后的光，并且因为膨胀而红移成微波。如果你有看得见微波的望远镜，对着星空扫描，就可以得到下面的图画：
微波中的宇宙
原来，夜空是明亮的，只是我们看不见，需要借助仪器，才能观察到另一部分的宇宙。
三、宇宙大撕裂
现在我们能观察到最远的可视宇宙半径是138亿光年，但是宇宙在不断地膨胀，半径已经达到466亿光年。
一个很悲伤的事实是：大部分的宇宙我们是永远看不到，也永远无法到达的。
此外，更残忍的事实是：因为宇宙膨胀在不断加速，银河系会变成孤独的星系，直到有一天太阳和月球都会离我们而去，你抬头再也看不见任何星星，那时候所有的星球都会分崩离析，宇宙陷入死寂之中。
这就是科学家设想的宇宙末日之一：大撕裂。
四、玻尔兹曼大脑
要想知道这个大脑是什么玩意，首先我们应该理解什么是熵。
举个例子，天空有大量的冰块，在大自然的塑造下，有无数种奇形怪状的组合，这就说明南极的冰无序，熵值很高。
但是要想将冰块自然地形成哈尔滨冰雕，估计过上千百年，才有类似的形状出现，所以冰雕的组合有序，熵值很低。
且冰雕的存在注定很短暂，它必然随着时间，变成无序的冰块，导致熵值变高。
因此，宇宙也是从有序趋向于无序，并最终灭亡，甚至一切事物都是从有序趋向于无序，这就是熵增原理。
由此可推论，人类形成的条件极为苛刻，因为熵值很低，但是在宇宙有序的状态下，虽然产生生命的概率很低，但是仍可能发生。
这时候玻尔兹曼大脑就跳出来了，说它只是一个简单的大脑，相对于人体来说，在宇宙中出现的概率更大。虽然这种大脑的寿命只有短短一瞬间，然后就消失，但不是没有这种可能。
奥地利物理学家玻尔兹曼
因此目前不排除在某个星空中，会有一颗和行星那么大的脑袋漂浮着（或者是其它形状，只要有发挥意识的资格都可以）
它不断地思索着“我是谁”等哲学问题，并发挥着远超人类思考极限的能力去思考，甚至会尝试构建人类的世界体系。
五、许多星球的环境远恶劣于地球
柯洛7b行星
柯洛7b距离地球有480光年。它没有自转能力，朝向太阳的一面形成巨大的熔岩湖，温度高达2600度，背面暗淡无光，温度低至零下200度。
由于炙热的高温，岩石熔化并且沸腾，像水那样蒸发，在天空冷凝成岩石云。然后在较冷的半球以岩浆的形式下雨，岩浆在抵达地面前就会凝固成岩石，可谓真正的岩石雨。
HD189773 b行星
HD189773 b是一颗距离我们63光年的系外行星，看上去和我们地球很像。
唯一恐怖的地方是，这颗行星的大气是由硅酸盐和玻璃构成，下的是玻璃雨，且风速达到时速8700公里/小时，是音速的7倍。
开普勒-16b
开普勒-16b位于天鹅座，它围绕着双恒星系统运行，相当于有两个太阳一起日出日落，气候十分炎热。
HD131399 Ab行星
HD131399 Ab行星更厉害了，它同时围绕着三颗太阳运行，公转一周需要550地球年。
海洋行星格利泽1214b
海洋行星格利泽1214b是一颗被海洋完全包围的行星，地球的海洋深度不到11千米，里面生物就很可怕了，而这颗星球的水深达到数百千米。
行星KELT-9b
行星KELT-9b有木星大小，它1.5天就能公转一周，表面温度达到4300摄氏度，接近太阳的表面温度。
人是碳基生物，能适宜人类的居住的行星环境十分少，但不代表着不适合硅基生物、铁基生物这类“奇葩”的生命生存。
宇宙中永恒的美景
一对相互缠绕的星系，距离地球大约3亿光年
两个黑洞相撞，朝宇宙释放出粒子喷流
经典的创生之柱，然而在6000年前已经被毁灭
万马奔腾
伪超新星，它是银河系中最大最诡异的恒星系统之一
双宿双栖，由四颗恒星组成
梦幻三星，它包含三颗恒星，直接指向星云
马头星云
恒星工厂
英仙座流星雨
船底座星云
太空蓄水池，水量比地球海洋多140万亿倍
企鹅护蛋
蓝色烟雾：超新星爆炸留下的残骸
木星的极光现象
蚂蚁星云
船底座星云博克球状体
宇宙中最不能理解的，恰恰是宇宙可以被理解。
虽然人类在宇宙中渺小如尘埃，但是正因为人类有生命，有情感寄托，有着自己的人生追求，这在浩瀚无垠的宇宙中都具有无可替代的意义。
每当陷入迷茫无助，无路可走时，不妨仰望星空，或许就会少一丝对未知的恐惧，多一分对未来的从容。