第十四章 天马行空(4)
的是一条“混沌鱼”和它拖带的两个球体。“混沌鱼”疾速游过,消失在深邃的太空中,它拖带着的两个球体也很快消失,但它(通过球体)发出的无线电定位信号始终清晰。
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返航途中,鱼乐水一直沉默着,静静地看着舷窗外的星空。姬继昌理解她的心情,让飞船以低速飞行,保持着对外的视野。姬人锐和苗杳与她相对默坐。一边的小豆豆对埃玛小声说:
“妈,我发现鱼奶奶很难过,一直不说话。”
“嗯。”
“我去劝劝鱼奶奶吧。”
埃玛笑了,“你能劝解她?”她忽然有了主意,“这样吧,鱼奶奶说过,她一直弄不清环宇航行途中如何确定方向。我知道你对此非常精通,你给她讲讲吧。”
“没问题!”小豆豆痛快地答应。他走过去,轻轻拉住奶奶的手,“鱼奶奶,听妈妈说你想知道环宇航行中确定方向的原理,我给你讲讲,行不行?”
鱼乐水感激埃玛的用心,笑着说:“当然好啊,谢谢我的小老师。”
苗杳也说:“豆豆说吧,爷爷奶奶也在听呢。”
小豆豆说:“其实这个问题非常深刻,牵涉到宇宙的本质。如果宇宙是平直的,就如我们直观中的三维空间,而且尺度上非常巨大,甚至是无限,那么,无论朝哪个方向一直‘向外飞’,都无法回到原处。但爱因斯坦说,我们的宇宙是超圆体,因质量(引力)而自我卷曲并完全封闭。但三维超圆体从直观上很难理解,咱们就拿二维宇宙来打比喻吧,行不行?”
“行,当然行。”
“球面就相当于是二维超圆体,它因卷曲而封闭,有限,但无边界。球面上处处平权,没有特殊的宇宙中心。生活在球面上的二维人如果想做环宇航行,无论朝哪个方向,只要一直向前走,就会沿着一个大圆,从相反方向回到原处。”
“你说得很对,可是你没说如何确定方向呀。”鱼乐水逗他。
“别急嘛,我马上就要讲到。现在做几个假设:1、假设这个球面的大圆周长是二百七十四亿光年,半周长是一百三十七亿光年。2、假设球面中的星系分布均匀。3、假设所有星系的早期都是活动剧烈的星系核,也就是越早的星系就越亮。又因为光线传播需要时间,实际表现为越远的星系其绝对亮度越大。星系一般呈现各向异性,从不同方向看,它们会表现为不同的东西,像类星体、星爆星系、蝎虎BL天体、塞弗特星系等。这些分类名字不好记,你甭记它,只记住越早的星系其绝对亮度越大,但从不同方向观察,同一个星系会表现出不同的样子这点这就行了。这三个假设做了很大简化,但总体上说符合我们宇宙的特征。”
“好,我记住了。”
“现在,假设在球面上的北极点,有一个二维人在观察她的二维宇宙——注意,在这个二维超圆体世界中,她的目光是要沿着球面弯曲的。她看得越远,纬度圈就越大,因而看到的星系越多。当她的视线越过四分之一周长,看到球面的赤道也就是最大的纬度圈时,看到的星系应该最多。所以,按说在她的星表中,距离为六十八点五亿光年的星星最多。”
“对,你的比喻很好理解。”
“再往前看,观测距离达到半周长,即一百三十七亿光年后,她向各方的视线应该汇聚于球体背面的南极点,在这儿应该只有一个星系。所以她的星表中,距离为一百三十七亿光年的星系按说只有一个。”
“好像应该是这样的。”
“可是观察者不知道!她不知道她向各方的视线沿球面弯曲后已经聚到一点,在她的直观印象中会在下意识中把球面撕裂并展平,于是,她在各个方向的一百三十七亿光年处仍能看到很多星系,而且因为方向不同,这个星系表现为不同的东西。”
“啊呀,那个观察者真傻,她的智商大概和我差不多。”
“有关内容如果细讲太复杂,我就做最大的简化吧。那就是:如果在几对相对方向上,寻找到几对离我们最远的类星体,那么,它们很可能就是一个东西。再往下就简单了:认准这个星系,把它作为灯塔,一直朝它飞就是了。等到达这个星系,再一直背对着它飞就是了。”
“这样的类星体灯塔已经找到了吗?”
“找到了一对,它俩的形状基本成镜像,红移都超过5,距地球的距离大致为一百三十七亿光年。”
“是吗?那太好了,飞船确认飞行方向就很简单了。”
“也不简单。我们看到的是它们在一百三十七亿年前的相貌。‘天马’号是亿马赫飞船,飞抵那儿只需一百三十七年时间。但在这趟行程中,那颗类星体会迅速衰老,在一百三十七年中走完一百三十七亿年加一百三十七年的寿命。而且它会在飞船观察者的视野中迅速展开,由一个点变成一个巨大的星系。我们必须学会辨认它。”
“没关系。一百三十七年后,我们的小豆豆一定还活着,成了一个经验丰富的导航员。你一定会抓牢它,哪怕它有七十二变。好,我懂了,完全懂了。谢谢我的小老师。”
“爷爷奶奶,你们懂了吗?”
“懂了,都懂了,你讲得这么清楚我们咋能不懂呢?”
小豆豆满意地走到埃玛身边低声说:“妈,鱼奶奶已经不难过了,而且,那个问题她完全弄懂了,爷爷奶奶也懂了。”
“嗯,你真是个称职的小老师。你去玩儿吧。”
小豆豆快活地离开指挥舱。姬继昌打趣道:“鱼阿姨,小豆豆说他给你讲解清楚了有关定向的原理。”
鱼乐水笑了,“没错呀。他讲得确实非常直观,而且从总体上说大致正确。也许小孩子最适合研究宇宙学,因为宇宙的终极秘密一定是最简洁的。就像哥白尼,用简明直观的太阳中心说代替了托勒密那些繁琐的本轮和均轮。相信等你们回来,有关宇宙学的大学课本一定会大大压缩。”
姬继昌看看她,忽然说:“鱼阿姨,我再邀请一次,请你跟我们一块儿去环宇探险吧。我妈坚决不去,我爸当然也去不成,但你是自由之身啊。你千万不要说年纪大了,到飞船上是个累赘。不,你将成为飞船的精神核心,就像是一颗有巨大引力的星系核。这次环宇航行肯定会破解不少未解之谜,比如类星体、暗能量、暗物质、宇宙的临界密度等,而你
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