即便在不同的時代,人類都能確定一件事:那就是引力的存在。可是,當這個最基本的力突然變得不那么可靠時將會發(fā)生什么?今天我們將來回答這個非同尋常的問題:如果引力正在緩慢地消失怎么辦?你追求事實嗎?你持續(xù)好奇嗎?
我們大多數(shù)人都對引力有基本的認知,它是一種把所有物體相互吸引在一起的自然現(xiàn)象。在地球上,引力使我們能夠雙腳站立在地面上;它確保了我們沒有飄向太空。在太陽系,它引導著星球運轉(zhuǎn),正如我們知道的那樣;一切物質(zhì)都緊緊環(huán)繞著離他們最近的質(zhì)量最大的物體,也就是太陽。
在宇宙中,引力依然做著相同的工作:不停地將每個物質(zhì)與所有其他物質(zhì)牽引在一起,并塑造出整個宇宙的結(jié)構(gòu)——從一粒微小的塵埃到整個龐大的星系。它是可以被控制的嗎?它是我們可以逃離的嗎?在現(xiàn)實世界中來看,不太可能。只要存在彼此相距不同距離的有質(zhì)量的物體,引力和它的影響永遠都會存在。
大眾普遍認同宇宙中的質(zhì)量不會消失,引力也不會消弭。然而,在另一個世界中,引力更像是一種可量化的,可控制的東西。它會消失。這是一個會從不同層面完全顛覆我們現(xiàn)實世界的概念。這意味著我們將會生活在宇宙終結(jié)的倒計時中,或者起碼是在走向宇宙終極的混沌。沒有了引力的太空等于失去了秩序、結(jié)構(gòu)和可預測性,當引力完全消失時,任何物質(zhì)幸存的幾率都低到難以想象。
不過,假如引力確實在以一個極為緩慢的速率消失中,那么即使我們知道遙遠未來的厄運不可避免,我們也沒有必要改變現(xiàn)有的想法和行為方式。如今我們知道太陽將會(在大約50億年后)膨脹成紅巨星,地球可能在這個過程中被吞噬;而且,即使太陽沒有膨脹到足以吞噬地球的程度,我們也知道到那時地球上的生命基本都無法幸存。
但這并不意味著我們會因為太陽的爆炸而惶惶不可終日。我們中的大多數(shù)人甚至沒有考慮過它。太陽爆炸發(fā)生在太遙遠的未來了,遠遠超出了我們的有生之年,以至于它似乎并不重要。如果地球引力緩慢地消失,但是我們知道我們至少在幾十億年內(nèi)是安全的,那么我們可能就會采取相似的態(tài)度??墒侨绻σ宰銐蚩斓乃俾氏麥p,那它就會開始影響我們的日常生活。按理說,我們現(xiàn)實生活中與這種情況最接近的一樣事物是末日時鐘,特別是與全球變暖相關(guān)的。末日時鐘創(chuàng)建于1947年,用來衡量人類所面臨的各種威脅。
多年來,鑒于多種因素,包括來自核戰(zhàn)爭和氣候變化的威脅,它的指針被多次撥前或撥后。2020年1月,末日時鐘的指針被前所未有地調(diào)整至逼近午夜,僅間隔1分40秒(100秒)?,F(xiàn)在想象一個這樣的構(gòu)筑物,它度量著我們還剩有多少引力。這樣一個構(gòu)筑物就像地球的燃料表一樣,我們會緊張地盯著紅色區(qū)域——那個區(qū)域我們將接觸引力臨界點,不可逆轉(zhuǎn),無力回天。
再來重申一下,這是一個完全,無疑假設的現(xiàn)實,它永遠不會發(fā)生。但是,如果它真的發(fā)生了,而且就發(fā)生在地球上,這對我們的星球到底意味著什么?這最可能意味著地球正在以某種方式失去質(zhì)量,而且,質(zhì)量的損失對于我們來說可能是量化引力損失的最簡單的方式。運行“引力時鐘”,我們需要比以往任何時候都更細致地了解我們星球的構(gòu)成,但我們也不得不把我們的星球當作必然會從我們指縫間滑落的沙?!覀冎赖厍蛏系纳娴牟豢赡苡肋h存在。然而,這種情況的不同之處在于變化的緩慢。
引力并非進行著存在或不存在的瞬時轉(zhuǎn)換,而是以穩(wěn)定的速度流失乃至耗竭。這意味著,隨著時間的推移,我們可以希冀通過進化來提供至少一點點的抗爭。就算是這樣,地心引力也參與塑造了生命是什么、生命的外表樣貌以及生命的行為。
與氣候和環(huán)境等其他方面的不斷變化不同,自從地球形成以來,地球上的引力效應一直是一個不變的常數(shù)。并且,在地球上的生命從單細胞生物進化到多細胞復雜生物的過程中,該常數(shù)一直存在著。因此,我們知道,重力常數(shù)的變化會導致許多疾病,在經(jīng)歷過微重力狀態(tài)的宇航員們身上最容易發(fā)現(xiàn)這些問題。
人類長期離開地球并處于低重力環(huán)境中會引發(fā)部分疾病,它們包括:肌肉萎縮、骨密度下降、心血管問題、手眼協(xié)調(diào)問題和疲勞乏力現(xiàn)象。因為重力甚至可以引導體液在體內(nèi)流動的方式,所以失去重力也可能導致視力障礙、臉部浮腫和鼻竇問題、背部疼痛甚至腎結(jié)石等問題。但是,如果重力作為生活中的一個事實慢慢消失,并且消失的速度足夠慢,人體(和一般的生命體)就有可能能夠適應這些變化。
即使是對于植物來說,重力也是它們生長的關(guān)鍵,比如向重性這個術(shù)語,就是用來描述植物的根和莖是如何順著重力作用的方向分別進行彎曲和生長的。但是,如果重力慢慢消失,那么向重性也會發(fā)生變化,這意味著整個植物景觀會逐漸變成與現(xiàn)在不同的樣子。不過,重力消失導致的不全是自然變化。在一個科技足夠先進的世界中,會出現(xiàn)這種情況1)我們知道世界正在失去重力,2)能夠測量這種重力損失,我們可以確定,人類社會需要大量的技術(shù)和生活方式的改變來平衡重力消失。
大部分交通工具-——從汽車到游輪和飛機——都需要定期重新設計,以確保它們安全高效運行。鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市的基礎設施需要不斷調(diào)整,以防隨著時間的推移出現(xiàn)破壞。制造人造(或替代)重力可能是地球上最大的生意。如今,人造重力模型方案的提出,被認為是遙遠未來人類遠離地球生活的可行解決方案,但現(xiàn)在我們所需要的解決方案在地球上。
而且我們可能需要它們的規(guī)模要小得多??苹蔑L格的離心機很好,但我們現(xiàn)在需要技術(shù)人員和發(fā)明家把它壓縮到可以放進鞋子或背包之類的東西里,以保持看起來只有一個獨立的人或物體存在。這并不容易,甚至也許是不可能的。而且,最終在另一個世界里,無論如何重力本身已經(jīng)耗盡,那么我們所嘗試的任何實驗都只能是權(quán)宜之計。
參考資料:
Gravitropism:向重性,指植物感受重力刺激,并在重力矢量方向上發(fā)生生長反應的現(xiàn)象。植物感受重力刺激,并在重力矢量方向上發(fā)生生長反應的現(xiàn)象稱植物的向重性。種子或幼苗在地球上受到地心引力影響,不管所處的位置如何,總是根朝下生長,莖朝上生長。這種順著重力作用方向的生長稱正向重性(positive gravitropism),逆著重力作用方向的生長稱負向重性(negative gravitropism)。通常初生根有明顯的正向重性,次生根則幾乎趨于水平生長;主莖有明顯的負向重性,但側(cè)枝、葉柄、地下莖卻偏向水平生長。根的正向重性有利于根向土壤中生長,以固定植株并攝取水分和礦質(zhì)。莖的負向重性則有利于葉片伸展,并從空間獲得充足的空氣與陽光。
Centrifuges:離心機,就是利用離心力使得需要分離的不同物料得到加速分離的機器。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開,或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同,又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油);它也可用于排除濕固體中的液體,例如用洗衣機甩干濕衣服;特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物;利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點,有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
但是結(jié)局并不美好。距離我們?nèi)祟愡_到完全的零引力,還有很長的時間。我們將成為終年被完全分離的物種。與此同時,世界的其余部分也在不斷發(fā)生變化。沒有了引力的束縛,我們的河流、湖泊和海洋將會緩慢地飄向深空,接下來是沙子、小石子與大一點的石塊。植物將會從漂浮著的土壤中脫根而出。
最終,失去了引力,所有大塊的物質(zhì)將會崩解……這意味著將根本不會存在行星和地球。離開了地球,其他的一切看起來都黯然無光。太陽同樣也會分崩離析,同時太陽系也會化為一片塵埃,亂成一團。宇宙的其余部分也會經(jīng)歷相同的命運——不斷地分解變成更小的碎片。我們引力的喪鐘已將在午夜敲響。我們將會遭受徹底的毀滅。
幸運的是,這只是一個不可能發(fā)生的假想。在生活中仍有很多我們無法依賴的事物,但我們可以依賴引力。自從宇宙誕生以來,它就一直在引導并塑造宇宙成為現(xiàn)在的模樣。它(引力)也將會持續(xù)作用,發(fā)揮其基本的影響,直到我們無法想象到的未來。但這協(xié)便是引力緩慢消失會發(fā)生的。
相關(guān)知識
宇宙(拉丁文:universus)是一切時間與空間以及它們所包含事物的總和,包括行星、星星、星系以及所有其他類型的事物與能量。大爆炸學說是與宇宙的發(fā)展相關(guān)的流傳甚廣的學說。大爆炸學說認為,時間與空間一同在 137.87±0.20 億年前出現(xiàn),而宇宙從大爆炸之后便開始擴張。盡管關(guān)于宇宙的體積仍是未知,但可觀測宇宙的體積依舊是有可能測量的——目前大約是930億光年。
最早關(guān)于宇宙學說的一些模型是由希古臘人和印度哲學家提出,即地心說。多年之后,更為精確的天文觀測使開普勒提出了以太陽為太陽系中心的日心說模型。牛頓在研究了哥白尼的成果、開普勒的行星運動規(guī)律以及布拉赫的觀測結(jié)果后,提出了萬有引力定律。
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