同太阳相撞

第五章　同太阳相撞

诞生于近距离相遇

看来，从现在起1万亿年以后下一次宇宙蛋的出现，要算是第一类灾变中可能性最大，而且是最难避免的一种灾变。然而对黑洞的讨论表明，等不到1万亿年以后，就可能会有一些局部灾变早早地降临到某些特定的地点。所以，我们现在来考虑一种使得我们太阳系变得环境恶劣，从而导致人类灭亡的局部灾变，就是顺理成章的事情。在出现这种局部灾变时，宇宙的其余部分并不会受到影响。

这种局部灾变属于第二类灾变。

在哥白尼以前，人们不言而喻地认为地球就是宇宙的不动的中心，其他一切天体都围绕着它旋转。特别是，人们把恒星看成是固定附着在天空的最外面一层球壳上，比如说，它们结为一个整体，每24小时围绕地球旋转一周。为了同那些比较近的、各自独立运动的天体——太阳、月亮和行星相区别，所以恒星才有了它独特的名称，意思是“固定不动的星星”。

虽然哥白尼提出的太阳系学说把地球从它原来的中心位置拉了下来，但是，相当长一段时间，这也没有影响到人们对恒星的看法。恒星仍然被看成是固定在一个外层球壳上的天体，它们熠熠发光，一动不动。只是在这层球壳以内，太阳处于中心位置，而各个行星，包括地球在内，围绕着它旋转。

然而到了1718年，英国天文学家哈雷（Edmund Halley，1656—1742）注意到一件事实，至少有3颗恒星，天狼星、南河三和大角，它们不是位于希腊人记录的位置上。这种差别比较明显，希腊人绝不可能有那样大的误差。因此哈雷认为，这3颗恒星已经相对于其他恒星移动了位置。自那以后，随着天文学家用来检测恒星的这种运动的仪器越来越精密，陆续发现许多恒星都表现出有这种自身的运动，即“自行”。

不难想到，如果不同的恒星在空间运动的速度都是一样的，那么就我们观测到的结果而言，一颗非常遥远的恒星的位置变化一定会比一颗相当近的恒星的位置变化小得多。（我们从经验知道，一架远处的飞机看起来要比近处的飞机移动得慢得多。）恒星离我们都十分遥远，实际上只能检测出最近的一些恒星的自行，但是根据这一点我们似乎可以得出结论说，所有的恒星都在运动。

我们必须明白，一颗恒星的自行仅仅是它垂直于我们看它的视线的横向运动。一颗恒星还可以具有朝向我们或背离我们的运动，但是这一部分运动并不表现为自行。实际上，一颗恒星有可能只是笔直向我们运动或笔直背离我们运动，在这种情况下它即使距离我们较近，也不会有垂直于我们视线的横向运动。

不过，借助前面介绍过的多普勒—菲佐效应，这种朝向我们运动的速度或者背离我们退行的速度也是可以测定的。所以，我们至少可以计算出那些比较近的恒星的三维“空间速度”。

那么，太阳不是也应该在运动吗？

1783年，德国出生的英国天文学家赫歇尔（William Herschel，1738—1822）在研究当时已经知道的那些自行时发现，似乎位于一半天空中的那些恒星从趋势上说是在作分散运动，而位于另一半天空中的那些恒星是在作会合运动。赫歇尔认为，对这一观测事实的最合乎逻辑的解释是，太阳正沿着某个特定方向在朝着武仙座运动。我们正在朝着它们逼近的那些恒星看起来像是在作分散运动，而落在我们后面的那些恒星看起来像是在作会合运动。

当天体在空间运动时，如果有某些天体靠得足够近，以致它们受到彼此引力场的强烈影响，那么它们多半会是一个天体围绕着另一个天体运动。例如月球围绕地球运动，而地球和其他行星又围绕太阳运动。同样，在一个双星系统中，其中一颗恒星将围绕着另一颗恒星运动。

但是，对于那些相距很远的天体，如果其中又没有一个天体其质量大大压过所有其他天体（太阳的质量就盖过了太阳系内所有较小天体的质量），那么它们的运动就不简单是一个天体围绕另一个天体的运动。相反，我们见到的会是差不多完全随机的运动，就像一窝蜜蜂的飞行。在整个19世纪，人们一直认为我们邻近的那些恒星就是在作这种一窝蜂似的随机运动。当时，谁也不认为在这种混乱的随机运动中其中一颗恒星有可能碰巧与另一颗恒星相碰撞是不符合逻辑的。

事实上，一位英国的天文学家比克顿（Alexander William Bickerton，1842—1929）就曾在1880年指出过，正是这种碰撞导致了太阳系的形成。他认为，在很久以前，有一颗恒星从太阳近旁经过，它们之间的强大引力作用从它们两者拉扯出了一些物质，而这些物质后来就凝聚成了行星。这两颗恒星当时曾经靠得非常近，就像是一个双星系统；在它们分离开来时，两者都各带有一个原始的行星系统。这真是一个富有戏剧性的故事，恐怕只能把它说成是一场宇宙劫掠。关于太阳系起源的这个“灾变理论”曾为不少天文学家所接受，虽然前后有过种种经过修改的形式，却也流行了半个多世纪。

不难想到，既然一场灾变可以引起我们这个世界创生，那么，如果再出现这样一次碰撞，便也有可能导致我们这个世界的灾变式的灭亡。如果有另外一颗恒星靠近我们太阳，那么，我们便会在一段长时期内受到又一个近处发光体的照射，而备受灼热的煎熬。同时，我们的太阳由于受到那颗恒星的越来越强的引力作用，也会开始变得不稳定。此外，同样是那颗恒星的引力效应，还会严重干扰我们地球的轨道。可以预见，地球上的生命恐怕很难抗得住那种事件对地球表面条件造成的严重影响。

那么，发生这种类似碰撞事件的可能性有多大呢？

不太大。事实上，太阳系起源的灾变理论到头来还是被人抛弃的一个理由，就是因为这样的碰撞事件不像是会发生。在银河系的我们所在的这种外围地带，恒星相距甚远，而比起它们相隔的巨大距离来，它们又运动太慢，所以实在难以想象会发生什么碰撞事件。

例如那颗离我们最近的恒星半人马座α，它距离我们4.4光年，正在向着我们运动。⁽¹⁾不过它并不是正对我们而来，而是也有横向运动。结果，它终于会有一天距离我们大约只有3光年，在那里同我们错身而过（不会接近到对我们能造成任何实质影响），此后便改为退行。

我们姑且假定半人马座α是正对着我们而来，看看结果又会怎样。半人马座α在空间相对于我们运动的速度是每秒37千米。倘若它瞄准我们以这个速度直驰而来，它要在35 000年以后才会穿过我们的太阳系。

另一方面，假定半人马座α向我们驰来的方向只同会与太阳实际发生碰撞的方向偏离15角分的小角度，看结果又会怎样。这个偏离角的大小正好是我们看到的满月大小的一半。这就好比我们瞄准的是月面的正中心，而击中的却是月面的边缘。如果半人马座α的瞄准情况不比这种情况好一些，那么它与我们错过时离我们会有1/50光年远，或者说1800亿千米。这将是冥王星到太阳的距离的30倍。因此，半人马座α届时会是天空中特别耀眼的一颗亮星，但是它在那样远的距离上对地球产生的影响则微乎其微，可以忽略不计。

我们还可以从另一个角度来看这个问题。银河系的我们所在这个部分各恒星之间的平均距离是7.6光年，而它们彼此作相对运动的速度大概是每秒100千米。

我们可以设想把1光年缩小为1千米，那么按照这个缩小比例，一颗恒星的大小就应该差不多是1/10毫米。这样微小的恒星不过是细沙粒大小，眼睛勉强可以看见，可是它们散布得非常稀疏，平均间隔距离竟达7.6千米。如果只看一个二维平面的话，这就相当于在5个纽约市那样一大块面积上仅散布有14颗沙粒大小的微小恒星。

这每一颗恒星将是以每一年30厘米（按比例缩小后的数字）的速度在运动。那么我们就可以想象一下：14颗沙粒分散在5个纽约市那样大的地区，而它们完全作随机运动，每一颗沙粒一年只移动30厘米，其中两颗沙粒最终会发生碰撞的机会究竟有多大？当然是非常小。

据科学家估计，在银河系的这个外围部分，在银河系的全部150亿年的历史中，任何两颗恒星发生近距离相遇的机会不会超过五百万分之一。这意味着，即使在出现下一次宇宙蛋以前的这1万亿年间，任何一颗其他恒星同我们太阳近距离相遇的机会也只有八万分之一。显然，这种第二类灾变发生的可能性要比任何第一类灾变发生的可能性都小得多，我们似乎完全不必自寻烦恼。

退一步讲，按照我们今天的天文学知识水平（且不说将来还会发展到更高的水平），即使某一颗恒星真的有可能逼近到与我们相撞，我们也会提前多少万年便看出征兆。一场灾变如果是出乎意料地突然来临，我们就没有时间采取对策，自然会要危险得多。如果我们能提前多少万年就预见到将有一颗恒星与我们相撞，那么，即使我们今天仍然对这种事件无能为力，而在将来就不见得如此（我在后面将作解释）。更何况，今后我们还有希望提前更早便知道会发生这种事件，也许有充裕的时间去设法躲避或避免。

正是基于这两点理由，即发生相撞的机会非常小和肯定会有一个相当长的预警期，我们敢说，担心一颗恒星与我们相撞而发生灾变，毫无必要。

还需要指出一点，向我们撞来的天体是一颗普通的恒星还是一个黑洞，这并没有多大关系。黑洞杀死我们的效力并不会比一颗普通恒星强多少。当然，一个大黑洞的质量有可能是我们太阳的质量的100倍，比起一颗普通恒星来，它恐怕在远10倍的距离处就会表现出它的致命的效应。因此，它在向我们逼近时也许不必瞄得太准，就能置我们于死地。

可是，无论如何，大黑洞的数量是十分稀少的。尽管它们的作用范围较大，但是，一个大黑洞靠近我们引起灾变的机会却只有一颗普通恒星的这种机会的数百万分之一；而普通恒星的这种机会本来就非常小。

除恒星之外，当然别的天体也有可能同我们发生灾难性的遭遇，而且，在某些场合，它们的到来还会比较突然，甚至完全出乎意料。这样的问题，我不打算在这里进行讨论。