《三体》中令人恐惧的“宇宙闪烁”是什么？

《三体》中令人恐惧的“宇宙闪烁”是什么？三体人真的能制造“宇宙闪烁”吗？在科幻电影中，灭霸打了个响指带走了宇宙中半数生命，而在天文学研究中，一次“宇宙级鼓掌”就能毁天灭地……

“与我们观测的不同部分的微小不均匀不同，宇宙整体辐射背景波动是随着宇宙的膨胀，在宇宙时间尺度上缓慢变化的，以Planck卫星的精度，直到一百万年后都未必能测出这种变化，你却想在今天晚上发现它百分之五的波动？！知道这意味着什么吗？这意味着整个宇宙像一个坏了的日光灯管那样闪烁！”

而且是为我闪烁，汪淼心里说。

这是刘慈欣的科幻小说《三体》中的一个片段。小说主人公纳米材料科学家汪淼受到人类三体组织的建议，来到位于北京密云的天文观测站看“宇宙闪烁”。这是三体人向人类的科学家显示“神迹”，目的是阻碍人类科学进步。

什么是宇宙微波背景辐射？

那么，什么是宇宙微波背景辐射？三体人真的进化了到能够控制宇宙微波背景辐射的程度吗？

天体物理学家凯蒂·麦克（Katie Mack）在科普作品《万物的终结：宇宙毁灭的5种方式》中，对宇宙微波背景辐射及其发现过程做了科学而详尽的描述。

简单来说就是，宇宙诞生之初释放的辐射经过一百多亿光年的跋涉，正好到达我们这里，被我们探测到了，这种微波信号被叫做“宇宙微波背景辐射”。

宇宙微波背景辐射让我们从思考宇宙大爆炸发展到能够“看到”大爆炸，被认为是宇宙大爆炸的重要证据。

（这是一张整个天空的微波频率图，以莫尔韦德投影法投射在一个椭圆形上（去掉了我们银河系的辐射）。深色区域表示较冷（低频或偏红）的微波辐射，浅色区域表示较热（高频或偏蓝）的微波辐射。它们分别代表早期宇宙中比周围环境密度稍大或稍小的部分，差异程度为十万分之一。）

在《三体》中，三体人并没有真正让宇宙“闪烁”，因为影响微波辐射变化的最重要原因是宇宙的膨胀，而这个变化的时间十分漫长，要以千万年为单位。因此，即使三体人看人类如同看虫子，他们的科技也远不能达到让宇宙微波背景辐射发生肉眼可见的变化。

三体人编制了使智子能够二维展开的软件。当智子二维展开时，会形成一个平面，这个平面面积大到足以包裹住地球，这个软件还可以使展开后的平面是透明的，但在宇宙背景辐射的波段上，并且透明度可以进行调节。由此，智子可以用这种障眼法随意改变人类接收的宇宙微波背景辐射信号。

研究宇宙灾难的科学家

宇宙微波背景辐射是炽热的早期宇宙的余辉。我们现在可以收集、分析和绘制一张宇宙微波背景辐射图，了解宇宙的最初时刻，以及它是如何随着时间的推移而成长和演变的。同时，它也为研究宇宙如何走向毁灭提供帮助。

没错，一些科学家正在专门研究宇宙的终结。

我们常常看到有很多科学家在研究并向大众科普宇宙的起源和发展，如霍金及其名作《时间简史》，但很少有人注意到，还有一些科学家正怀着热情和“悲伤”的矛盾情绪做着宇宙毁灭方式的研究。《万物的终结》作者凯蒂·麦克就是其中的杰出代表。

她通俗幽默的科普内容也吸引了无数粉丝，推特粉丝超40万，数百万人听她讲宇宙的终结。

为什么我们总想知道故事的结局？

我们都知道宇宙有一个开端。随着大爆炸的发生，它从一种难以想象的超高密度状态发展为一颗包罗万象的宇宙火球，再到物质和能量的沸腾，然后形成从星球到黑洞的一切事物。

但每个故事都有一个结局，宇宙也不例外。在故事的最后，宇宙会发生什么？

如果说《时间简史》告诉了我们宇宙是如何诞生和发展的，那么，《万物的终结》则向我们“剧透”了宇宙的结局。

在《万物的终结》一书中，凯蒂·麦克以智慧和幽默，带我们领略了宇宙可能出现的五种结局：大坍缩、热寂、大撕裂、真空衰变和大反弹。

“谈笑间，樯橹灰飞烟灭。”

在时间尽头，正上演着一场我们能够观察到的终极宇宙暴力美学。每一种末日景象都会颠覆你的认知。

著名天文学家、科普作家卡尔·萨根曾说过：“我们是宇宙认识自己的途径。宇宙在我们体内，我们由星尘组成。”

凯蒂·麦克说：“我们这个物种，一方面能意识到自身极限的渺小，另一方面又有能力超越平凡的生活，进入虚空，探索宇宙最基本的奥秘。”

我们可以在《三体》这样的科幻作品中任意想象，在宇宙畅想中反思人类自身，也同样需要宇宙学科普书籍补充科学知识，在理性和科学中探索更广袤的宇宙。

关于“为什么要探索宇宙的厄运”，凯蒂·麦克是这样解释的：

“思考如此强大、不可阻挡而又可以用数学精确描述的过程，可能会让人病态般地着迷。能够将思绪投放到时间的最深远之处，并且拥有能条理清楚地论述它的工具，是一种智力上的奢侈。知悉一个最终的结局给了我们背景、意义，甚至希望，并允许我们自相矛盾地从琐碎的日常关注中退后一步，同时更充分地活在当下。也许这就是我们寻求的意义。”

或许，在整个可观测宇宙中可见的其他数以万亿计的星系中，存在着无数其他物种，它们有自己的文明、艺术、文化和科学研究，都在从自己的角度讲述宇宙的故事，慢慢发现自己的原始历史。

做个小游戏，亲身感受“宇宙”在自己手上“毁灭”

宇宙膨胀会一直持续下去吗？暗能量和熵怎样影响宇宙的未来？宇宙常数毁灭宇宙的原因是什么？宇宙终结之后又会是怎样的光景？

对于这些浩渺的问题，就连观察和研究都是极其困难的，又如何将这种大尺度天文概念通俗明了地讲出来，让没有天文学背景知识的人读懂呢？

凯蒂·麦克非常擅长使用轻松易懂的类比手法。

看过《复仇者联盟3》的人都知道，灭霸打了个响指抹除了整个宇宙一半的生命，但你知道吗？一次“鼓掌”就能够让宇宙来上一连串的毁天灭地。

在关于宇宙起源的研究中，有一种假说，叫“火源模型”。

我们的宇宙只是高维空间中的几个三维膜之一，能够穿越高维空间的只有引力。早期宇宙被两个相邻三维膜的剧烈碰撞所加热，其中一个膜包含着后来成为整个宇宙的物质。碰撞之后，这两个膜分道扬镳，慢慢地在体上彼此远离，并不断膨胀。但它们还会重逢。

火劫场景是一个循环场景，宇宙的创造和毁灭一次又一次地发生。

为了便于我们理解，凯蒂·麦克把火劫场景比作鼓掌。

以下内容摘自《万物的终结》第7章 “大反弹·宇宙的掌声”。因篇幅有限，做了部分删减。大家可以一边读一边用双手做动作，亲身感受“宇宙”在自己手上“毁灭”……

假设，你的左手是我们生活在其中的三维宇宙。你的右手是另一个“隐藏”的膜。首先，双掌合并，十指并拢，就像在祈祷一样。这就是宇宙创生的时刻。这是引发原始之火的碰撞。在这一时刻，两个膜都充满了密集的热等离子体，如同难以想象的炼狱，锻造着第一批原子，并携带着嗡嗡作响的等离子体波（在我们的膜上），我们随后会将其看作宇宙微波背景辐射的波动。

现在，慢慢地将你的手分开，保持双手平行，并张开手指。膜已经在高维体上分散开来，每个膜中的空间都在以自己的方式独立冷却和膨胀。这个模型中没有暴胀阶段，只有碰撞后的稳定膨胀。它们并没有向彼此之间的体扩张，而是在各自的膜中相互平行地延伸。在我们的膜（你的左手）上，这就是我们今天看到的宇宙。

我们无法感知自己正在远离另一个膜，但我们可以看到星系随着我们生活的三维空间的膨胀而逐渐远离，我们的宇宙变得越来越空旷，向着热寂发展。我们不知道在你的右手，即隐藏的膜上发生了什么。也许那里也有智慧生物，看着他们自己的宇宙在穿越不可见的虚空时日益空荡。也许他们有会说话的小狗。也许那是一个安静、荒凉的地方，那里的物质不知为什么一直没能学会将自己变成生命。除非我们以某种方式探测到来自隐藏的膜的引力波信号，否则我们可能永远不会知道它的真实性质，或者它是否存在。

现在，让你的双手再次慢慢靠近，然后突然将它们重新并拢（拍手鼓掌）。这一场景表明，在两个膜远离并膨胀到最大限度之后，又被吸引到一起，并再次弹开。这一拍，大反弹，破坏了两个膜上的一切，终结了我们的宇宙，并创造了一个新的大爆炸。

两个宇宙都回到了炽热阶段，形成充满了等离子体的炼狱。在这个混乱的状态下，其重生的空间几乎没有丝毫曾经拥有之物的物理残余。现在分开你的双手，再做一次整个循环。再来一次。继续。一个膜世界火劫宇宙就是一连串永无休止、毁天灭地的宇宙级鼓掌。

这仅仅是宇宙可能的毁灭方式中的一种，在《万物的终结》中还有无数种宇宙真相等着你去发现。尽管我们这些渺小无助的人类没有机会影响宇宙的结局，但我们至少可以开始了解它了。

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内容简介：

凯蒂·麦克

在儿时就受到霍金及其事迹的启发，对宇宙学产生了兴趣。后来，她在这条宇宙探索之路上越走越远，如今，已经是圆周理论物理研究所（PI,世界著名理论物理研究中心）宇宙学和科学传播领域的首任霍金主席，也是加拿大高等研究院全球学者、北卡罗来纳州立大学的物理学教授。她的研究涉及暗物质、早期宇宙、星系形成、黑洞、宇宙弦及宇宙的最终命运。她还乐此不疲向大众作科普，为《卫报》《科学美国人》《对话》《时代》《宇宙》等媒体撰稿。

她讲述宇宙毁灭方式的科普书《万物的终结》被《纽约时报》《华盛顿邮报》《卫报》《新科学家》《经济学人》《出版商周刊》等媒体评为年度最佳图书，还获得了《what if？》作者兰道尔·门罗、《七堂极简物理课》作者卡洛·罗利、《存在主义咖啡馆》作者莎拉·贝克韦尔等科普大咖一致推荐。

《万物的终结》

作者：

【美】凯蒂·麦克 著，秦鹏 译

出版社：北京联合出版公司

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