序章
末日,地球的末日,会是什么样的呢?
超级地震伴随超级火山喷发与席卷全球的大海啸?又或者是小行星撞击?这些都是末日的可能,但这是剧烈的末日,在这种情况下,大家都知道可能末日将至。但是,你有没有想过,末日的另一种巨大的可能反而是以一种温和的方式,在大的时空尺度下,一点点到来,就像是温水煮青蛙一般,诸如今天的全球气候变暖,海平面上升,各种恶劣天气越来越频繁,各种因素一点一点的累积,显然,人类就是那锅里的青蛙,但锅和不断升温的热水,却不止局限在地球,整个太阳系乃至整个宇宙都是那一口大锅,只是较之于宇宙演化的时间和影响,远没有太阳系本身的演化造成的影响来的更快和更大,所以我们只考虑太阳系。
我们的太阳系有八大行星,从太阳依次向外是水星、金星、我们的地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。我们一直试图寻找地外宜居行星,但在找到她并且具备移居能力之前,谁也不知道这个过程是几百年、几千年或者需要更加漫长的时间。所以,当我们的目光在不断的向外探索时,对内的研究也从未停止。今天的地球在太阳系虽然足够特殊,但是这并不影响我们通过其它行星看到我们地球自己的未来,我们发射了各种卫星及探测器去更亲密的接触这些地外行星,以期获得有研究价值的信息,自然,这里面包括我们国家自己的“祝融”号火星车。在前面四科行星中,只有我们的地球有相对浓厚的大气,对比其它几颗行星,它们的大气都比较稀薄,且不论成分,因为我们所关注的氧气只是我们大多数地球生物的生存需要,这并不意味着所有有生物存在的天体都必须有氧气。大气稀薄有两个主要的原因,一是距离太阳在相对近的轨道,而是自身的引力大小,或者用我们更加熟悉的语言,叫重力大小或者磁场的强度大小。地球虽然在相对近的轨道,但是由于地球的引力要相对更大,这使得我们的地球有相对较强的束缚能力来保持它的大气。但很遗憾的是,在科学家新的推演和模拟中,这种能力正在不断地减弱。正是从这种减弱地趋势上,科学家们看到了地球更加温和地末日:地球运行轨道压缩以及地球自身引力地下降将导致对大气地束缚能力减弱而使得大气流失。你一定好奇这个结论是怎么得出的,那么就让我们来看看它背后的依据吧。
太阳随着演化,不断地损失着自己地高能粒子,如果仅仅从质量损失的角度看,太阳的引力应该减小,因为随着高能粒子向外辐射,太阳的质量在不断的减小,所以,太阳的引力减小,从理论上讲,地球轨道将增大,那为什么却有地球运行轨道被压缩的结论呢?在这里要搞清楚物质损失与质量之间的关系,诚然,每一个粒子都是遵循万有引力定律的,也就是说,即使再小的粒子,它也具有引力,因为,如果存在无引力粒子,那就意味着这种粒子可以完全脱离当前的宇宙,这导致的结果是,宇宙本身的物质会不断的损失,直到在某个时间,变成完全发散的宇宙,也就是说由于没有引力作用,粒子不会再发生聚集。所以,这里就涉及到另一个问题,你的宇宙观的问题,因为以我们目前的能力,我们无法直到宇宙到底是如何演化的,所以,你可以支持任何一种你认为对的理论,发散宇宙、循环宇宙等等,但在本书中,我希望你保留你的其它意见,姑且接受宇宙大爆炸理论,因为,至少从科学界目前的主流理论来看,大爆炸理论更有事实依据。如果你是一个天文学或者说理论物理的爱好者,那么你肯定已经具备了大爆炸理论的基本观点,但如果你不是,也没有关系,我们在这里做一个简短的普及。宇宙大爆炸理论是指我们的宇宙起源于一个奇点的大爆炸,而后不断演化,形成我们今天所观测到的宇宙,它的主要支撑依据是宇宙微波背景辐射和哈勃观测到的红移现象。宇宙微波背景辐射指的是在我们今天的宇宙中,仍然残留着来自大爆炸产生的粒子,这些粒子广泛分布在宇宙空间中,好比一杯水里充分溶解的糖分,无论在哪个位置取水,都会带着已经溶解在里面的糖分,而红移现象,直接告诉我们,今天的宇宙,在观测上仍然在膨胀,所以,你反向思考,宇宙以前应该更小,最小小到什么程度?奇点。这是我们在阅读本书时的基本的宇宙观。那么这个基本的宇宙观和我们之前说的从质量损失的角度看,太阳引力应当减小,地球运行轨道应当变大,也就是说地球会远离太阳,但我们却说地球运行轨道被压缩的矛盾有什么关系?这里有必要举个例子,一个原子当它失去了核外电子,从理论上讲,它的引力也会下降,但它却对周围的物质有了更强大的吸引力,也就是说,从化学的角度讲,离子更容易发生结合,也许,你会说,失去电子产生的是磁场力,那么,不管你认为是磁场力还是引力,都无关紧要,因为,在太阳里,太阳能量和物质的损失,归根到底,是太阳中的粒子失去了更小一级的粒子,而这种损失,造成的影响和原子失去电子造成的影响类似,会导致太阳的引力一点点的变大。可能你会有这样的疑问,太阳损失的物质和能量是相当可观的,所以,这种变化应当是明显的,表现到地球轨道的变化上,也应该是明显的,但为什么事实上却不是?首先,太阳能量和物质损失以及由这种损失导致的引力补偿,这两者之间,差值到底有多明显,这是个问题?如果这个差值足够小,那么,尽管这个过程在大量的发生,它所产生的宏观效应就仍然可以保持基本不变,或者说,变化幅度在短期内我们无法观测到。再来看看地球自身的引力减弱问题,对于地球而言,是作为接受高能辐射的物体,所以,地球的变化与太阳刚好相反,获得辐射的物质质量增大,引力增大的同时,会进行反向补偿,也就是说,原有物质的引力由于接受了高能辐射会变小,这两者最终的结果会导致,地球的引力减弱,如果,你更习惯用磁场的话,那就是表现为地球磁场的减弱。
所以,基于此,天穹计划被提上了日程。