為什麼星系越遠越年輕？

　　哈勃超級深空。NASA / ESA　　科學家認為，宇宙可能誕生自大約138億年前。無論這個數字是否靠譜，有一點大致上是明確的，那就是無論你在宇宙中的哪裡，這個宇宙看起來都是相似的——無論是它的年齡，還是特點。　　也就是說，宇宙的各部分，都是從「大爆炸」，或類似的一個什麼起點產生出來的。因此宇宙各個部分，無論離我們有多遠，從宇宙誕生之時算起，都經歷了幾乎完全相同的一段時間——138億年。

　　我們三維宇宙的一個二維」切片「。上圖中的每一個光點都是一個星系，而那條綠色的纖維狀結構，名為」斯隆巨壁「。它距離我們大約10億光年。在我們眼中，它的年齡只有128億歲。星系越遠，其「表現」出來的年齡就越小。斯隆數字化巡天　　但我們眼中看到的宇宙，卻並不是這樣。這是因為，光速是有限的。距我們100光年遠的天體，在我們的眼中，是它100年前的樣子；距我們10000光年遠的天體，在我們眼中，是它10000年前的樣子。　　以天文學尺度來衡量，100年和10000年其實沒有多少區別。但如果一個天體離我們幾十億、上百億光年，情況就不一樣了。　　在距離我們幾十、上百億光年的宇宙中，存在著許多遙遠的星系。在我們的望遠鏡中，這些遙遠的星系顯得極其「年輕」。它們中有許多，是由宇宙大爆炸之後出現的首批原初物質構成的。這些物質主要是氫和氦。和地球類似的行星，很難存在於這些星系中，更沒有有機分子和我們所熟悉的生命。　　但是這一切，只是我們看到的過去，是我們看到的宇宙往事。　　假如從1000光年外回望地球，我們就會發現，地球仍是1000年前的樣子。假如我們從十億光年外回望太陽系，就會發現太陽的年齡要比今天小一些，亮度要比今天低一些；就會發現地球上的一晝夜還只有20小時；就會發現地球上大部分陸地還是荒漠，大部分生物還是單細胞的。

　　藝術家描繪的開普勒186f。圖中呈現的是它和地球相似的外觀，這樣的特徵接近地球早期。NASA　　假如我們來到更遠的地方，回望銀河系所在的空間，就會發現那裡只有一些小型的原始星系和星雲，它們正處在融合的過程中。我們唯一似曾相識的，可能只有球狀星團。但即便是它們，外表也會和我們今天熟悉的樣子大相徑庭——它們是由許多年輕的藍色恆星構成的，而這些恆星在幾十億年前早已消亡。　　在宇宙中，無論是誰，無論是從哪裡和我們對望，只要距離足夠遙遠，都只能看到很久以前的彼此。所以，在宇宙中，假如你想顯得年輕一點，最好的辦法就是離得遠一點。當然，這只是看上去會很年輕罷了。

　　處於不同時期的星系所表現出來的不同特徵。它們所處的時間越早，星系就越小，也越偏藍色。NASA / ESA　　那麼要保持年輕，抵禦時間的摧殘，就沒有辦法了嗎？也不盡然。至少在理論上，可能存在著一個辦法，可以讓你變得更年輕。　　根據愛因斯坦的相對論，時間不是絕對的。假如有一個天體能夠以近光速運動，那麼時間在它們身上的流逝就會變慢。　　這樣的設定在科幻作品中屢見不鮮。如果以宇宙為場景，那麼主角就要換成天體，參照系要變成宇宙微波背景。假設——僅僅是假設，在宇宙誕生才10億年時，有這麼一個天體，由於和鄰近天體發生了反覆的引力互動，被加速到了光速的99%，那麼假設——又僅僅是假設，當它的速度恢復正常之後，我們會發現，相對於經歷了128億年的宇宙其餘部分，時間在這個天體身上只過去了18億年。和別的天體相比，這個天體真的特別年輕，仍然處在幼年期。

　　這是宇宙間運動速度最快的星系之一。它正在以每秒數千公里的速度，在它所屬的星系團中穿行，以致於它內部的氣體都被甩在了身後。理論上，它是否會比其它星系「年輕」一些呢。NASA / ESA　　雖然在現實中，除了微觀粒子，天體的運動速度不可能如此之快——這畢竟是科幻，但是要保持年輕，運動總是沒錯的。
推薦閱讀：