全都是无常

最初,我只是在想一个问题:我们若是实现了星际旅行,开着宇宙飞船,到了远离地球的地方,该如何描述我们的位置?以地球上人类的视角,最先能想到的方案,就是使用星座,比如:“猎户座γ星方向,距离地球250光年”。这种描述方法在一些科幻小说中也经常见到,然而若真的实现了长距离的星际旅行,这个方法显然会出问题。

先来看一下猎户座,虽然它是北半球的冬季南天上最容易辨认的星座,但由于连年雾霾加上城市里的光污染,可能仍然有的同学不知道猎户座长什么样,让我打开Stellarium,找到猎户座:

猎户座

稍微运用一下想象力,不难看出,三颗距离很近的亮星是腰带,上面两颗是两肩,下面两颗是双腿。其中,双肩之一外面圈了一个圈,那就是猎户座γ星,中国古代管他叫做参宿五,距离地球240光年,是猎户座诸星当中,离我们最近的一颗。

稍等,回到前文的说法,“猎户座γ星方向,距离地球250光年”,如果我们的飞船远离地球行驶,这时候距离地球只有240光年的猎户座γ星已经在我们的身后了,而其他几颗星,则仍在我们的前方,简单PS一下,此时飞船中我们看到的猎户座,也许是这样:

猎户座 - 副本 (2)

那么现在在飞船上的我们,会把这个形状叫什么星座呢?不难想象,当我们沿着这个方向越走越远,猎户座上的诸星都会逐渐被我们甩在身后,形状会变得越来越难以辨认,最后会全部出现在我们身后。(当然,这里尚未考虑由于飞船上观察者的位置变化,导致诸星之间相互关系看起来也不一样了)

当然,这里还有个问题,那就是飞船的速度,众所周知,宇宙中最快的速度就是光,250光年的距离,光也要走上250年,人类的飞船即便达到光速,也要250年才能看到这样的景象,250年的时间足够消耗好几代的人类,在漫长的征途中,飞船中的人会逐渐调整已有的天文学知识,形成新的星座观。

或者,由于三体人已经封锁了人类的科学进步[1],我们无法发展出远航宇宙的能力,只能憋在地球上看星星。

比如我们最熟悉的星之一:北极星,它始终出现在正北方,给航海时代的水手指着方向

北极星2014

这幅截图上多了一层一层的同心圈圈和连线,它们是天球的经线和纬线,这些同心圈圈的圆心,就是天球的北极。可以看到,在北极附近不远,有一颗小熊座上的星,外面画了圈圈的,那就是北极星。

我们真是生活在一个幸运的年代,有这样一颗亮星正好位于天球北极附近,让北半球的人们可以识别方向。可是,由于地球有一种叫做“地轴进动”的运动,北极星也并不总是在北极附近。比如,4000年过后的6014年,北极星离北极就已经很远了。

再过几千年,在公元13614年的时候,织女星会到北极附近,那个年代的人会以织女星为北极星。

北极星13600

地轴进动的周期是25800年,所以,到了27814年的时候,北极星就又回到北极附近了:北极星27800

不过,我知道会有细心的人发现,小熊座的形状已经发生了变化,如果你没有发现,可以往前翻一下,看看2014年小熊座的样子,以及27814年小熊座的样子。

干脆,我们看一下更长的时间跨度。

这一次我们以大熊座的北斗七星为例:

大熊座

大熊座的图形就是上面这样,它的尾巴和臀部,就是著名的北斗七星。

去掉图案,只留下星星和连线,就变成这个样子:

大熊座2014

到了公元20000年的时候,就变成了这个样子:

乍一看差别不大,但是善于玩大家来找茬的同学一定会发现:尾巴尖上那颗星,角度好像变化了一些;头部那颗星,稍微往身体里缩了一些;前腿的小腿变短了。但整体形状上看,倒仍然是大熊座的样子。

大熊座20000

又过了两万年,最显著的变化就是,前腿的膝盖和脚那两颗星融合到了一起:

大熊座40000

又过两万年,注意前腿上有一根奇怪的交叉线,那是其他星座上的线,变形之后与大熊座有了交叉:

大熊座60000

 

Stellarium能看的年代极限是99999年,所以现在看到最终的样子就是这样了,十万年后,如果人类还存在的话,他们还会管大熊座叫大熊座吗?

大熊座100000

这还不是最惨的。

让我们看一下冬季北半球南天的典型星图:

小犬座“小”字下方的南河三,大犬座“犬”字上方的天狼星,猎户座“猎”字左边的参宿四,三颗亮星差不多构成一个正三角形,所谓的“冬季大三角”。

2014

十万年后的星图见下方:

猎户座的形状依稀可见,参宿四还在原来的位置,小犬座的南河三,跑到了大犬座“座”字右边,大犬座的天狼星,跑到了天鸽座“鸽”字的右下方。原来的等边三角形,变成了钝角三角形,而所谓的“大犬”“小犬”,已经完全没有原来犬的形状了。仔细看过之后,会发现其他星座的星星走位变化也很大,双子座右侧那人的头歪到了肩膀处,左侧那人的头直接伸向了右侧那人的大腿根,下方一些星座的连线交织在一起,干脆分不出你我。

99999

不过,十万年后形状没有什么变化的猎户座,也没什么可骄傲的,根据科学家预测,猎户座的参宿四(前文中冬季大三角组成之一),会在近期内发生超新星爆发,超新星爆发的原理这里不展开,只说现象:我们会观测到这颗星突然变得很亮,根据已有观测经验,这个过程可能会持续几个小时或者几年,然后逐渐变暗,最后完全消失——确切的说,肉眼不可见。

对了,这个“近期”,指的是一个范围,因为科学家也无法精确预测它发生的时间,而由于这颗星离地球有640光年,它爆发的光需要640年才能传到地球,所以,它可能已经在640年前就爆发了。现在能估测到的,“近期”的范围是指-640年前到100万年后,在日历上标注一下,然后期待我们此生可以看到这一壮观景象吧。

话说到这里,需要点一下题:它们的位置会变、形状会变、亮度会变,甚至还会消失不见,然而我们却管它们叫做“恒星”,其实,哪有什么“恒”,全都是无常。

[1]. 见科幻小说《三体》

 

《全都是无常》有3个想法

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