还没有谈到光速。别急，我们前面的讨论只是热身活动，你很快就看到我们为什么做这些热身。电子的质量和电荷保持原样，这就保存了地球上几乎所有的自然物质形态，包括那个制定标准长度的金属棒。 

为了定义速度，我们还需要制定时间的标准。一种标准是机械钟，用钟摆的摆动的次数来规定时间，更加时尚和精确的是石英钟和原子钟。既然原子没有变化，原子的任何电磁辐射就没有变化，用电磁辐射的频率来定义的时间就没有变化。现在，我们回到古老的光速定义：在一秒钟内它跑了多少米。在这个意义上，让我们将光速降低一半。

现在，我们终于遇到了大问题：我们想保证质子的质量，同时还想保证质子、中子之间的相互作用能量，保证质子的质量是为了不让太阳的质量变化，保证质子和中子之间的相互作用的能量是为了保证太阳辐射出来的能量不变，我们在前面就是这么假定的。我们能同时做到这两件事吗？ 

最后，轮到基本粒子物理学家出场了，他们几乎就是物理领域中最重要的人物，因为他们研究的对象最基本。当然，这么说肯定会得罪更多其他领域的物理学家，那么，就让我们假设他们做的是最初级的工序，他们为建设这个世界提供基本的砖瓦。

http://ww2/large/6201f848gw1eppdsi6h0aj20yn0mu153.jpg第一章 如果光速只有一半（5）（第一章结束）" TITLE="宇宙从哪里来 第一章 如果光速只有一半（5）（第一章结束）" />

（粒子物理学家希格斯，就是那个名字与上帝粒子联系在一起的人，参观大型强子对撞机） 

基本粒子物理学家——或为了今后的方便我们简称他们为粒子物理学家，他们会告诉我们，一个质子虽然由三个夸克构成，它的主要能量来自于一种最强的相互作用。一个漫画式的图像是，三个夸克由三根弦连接成星形，如下图。

http://ww3/large/6201f848gw1eppdtq3bnnj208n06jjr9.jpg第一章 如果光速只有一半（5）（第一章结束）" TITLE="宇宙从哪里来 第一章 如果光速只有一半（5）（第一章结束）" />

在这个图中，红绿蓝三个端点代表夸克，三个棒一样的东西代表强作用形成的弦，这些弦是质子质量的主要来源。为了保证太阳的质量，让我们保证每根弦的质量不变。 

现在，问题来了。如果强相互作用保持每一根弦的质量不变，那么，在质子和质子的相互作用中，所有其他形式的质量都不会改变，例如两个质子和两个中子结合形成的氦的质量。也就是说，氦的质量比四个质子的质量小了千分之七。现在，让我们将光速降低到一半，在氢聚变到氦的过程中释放的能量只能是原来的四分之一。这样，太阳辐射的能量只能是原来的四分之一。为了保证地球的温度，我们只能希望地球到太阳的距离近了一半，这样，光的速度虽然降低了，还是花8分19秒从太阳到达地球。

所以，本章开头的第一个质问成立。我们不能既保证质量不变又保证能量不变，天下没有免费的午餐。第三个质问也成立，所有星星的亮度都减低了，现存的望远镜能够看到的星星少了很多。第二个质问不成立，即使可见光的波长变短了，人类还是能够看到这些光。 

前面，我们从太阳系和人的角度来看改变光速的后果。下面，我们再从宇宙历史的角度来看改变光速的后果。

现在还不到谈论宇宙演化背后原因的时候，幸运的是，我们不需要知道大爆炸理论以及难懂的爱因斯坦新万有引力理论也能勾勒出光速改变的后果。 

宇宙就像一个黑洞历史的倒叙，黑洞是一团物质坍缩成而成，对于这些物质来说，在坍缩的最后一刻，它们都在一个奇点会合，从此没有人能够知道它们接下来的命运。如果我们将这个过程反演，所有的物质莫名其妙地从一个奇点冒出来，以惊人的速度冒出来，然后，物质所占的范围越来越大，假如它们足够幸运，就会像我们的宇宙一样，在137亿年前从一个奇点冒出来，现在长成一个巨大的宇宙。这个宇宙到底有多大？没有人知道，甚至连宇宙学家中的最顶尖的人也不知道，尽管他们多年来不断地写论文揣测真正的宇宙到底有多大。

尽管我们也许永远不会知道真正的宇宙到底有多大，宇宙有两个尺寸是可以肯定的，宇宙学家在不同的场合会用到。 

第一个尺寸就是，我们现在看到的宇宙有多大。由于光速是有限的，我们现在看到的宇宙，不是同一时刻的宇宙。前面说过，你现在阅读的这些字发出来的光大约是1.7纳秒之前发出来的。你看到的月亮是一秒前的形象。你看到的太阳是8分19秒前的太阳。肉眼依稀可见的仙女座大星云其实距离我们有254万光年之遥，也就是说，你看到的朦胧的雾状物其实是仙女座在254万年前的样貌。既然有限时间之前宇宙才从一个奇点爆发出来的，那么我们最多只能看到宇宙爆发时发出的光。这个时间到底有多久远？最新的数据是138亿年，这个数字将来还会变化，我们希望变化不会太大。无论如何，你看到最远的地方是138亿年前发出光的天体。

这些天体有多远？这取决于宇宙是如何膨胀的。假如宇宙中只有物质，没有所谓的暗能量，宇宙学家经过简单的计算会告诉我们，你看到的天体现在相距我们有3倍的138亿光年那么遥远。为什么是3倍而不是138亿光年？假如宇宙是静止的，138亿年前发出的光子旅行的距离当然是138亿光年。可是宇宙一直在膨胀，那个发出光子的天体在发出光子之后一直远离我们而去。我们做一下简单的换算，3个138亿光年就是近似4乘10的23次方公里。这就是我们现在能够看到最远的地方。如果我们将暗能量对宇宙膨胀的作用考虑进去，最远天体的距离比这个数字稍微大一点，只大了十分之一左右。 

如果光速只有现在的一半，也许你会猜测，我们看到的最远的天体没有这么远，因为光速小了一半，那么最远的距离应该只有前面数字的一半，也就是2乘以10的23次方公里。恭喜你答对了。在宇宙膨胀的历史中，万有引力在起作用，牛顿的老理论还可以用，这个理论不涉及光速，因此宇宙的膨胀只与物质的密度有关，而我们前面假设了物质的质量不变，从而密度也不变。

我们目前看到的最远的天体只能有4乘10的23次方公里那么遥远。再过一百亿年之后呢？那时的人类（假如还存在的话）看到的光已经在宇宙中旅行了238亿年，当然这束光来自更加遥远的天体，那个时候，我们的后代看得更远了。 

宇宙还有第二个尺寸。这个尺寸对部分宇宙学家来说很重要，对另一部分宇宙学家来说也许一点也不重要。为什么？这和宇宙在未来的命运有关。

我们说过，宇宙就像黑洞坍缩叙事过程的反演，黑洞从占领一个很大区域的尘埃慢慢坍缩成黑洞，而宇宙是从一点爆发出来，慢慢成为我们现在看到的宇宙，这个宇宙中每一个星系也可以看成一粒尘埃，毕竟宇宙太大，星系虽大但远远没有宇宙大。 

很多人知道，在黑洞之外的人永远不会知道黑洞内部发生着什么，因为即使光也不能逃离黑洞，从而没有信息能从黑洞逃离出来。物理学家将光都不能逃离的区域的边界称为视界，十八世纪的法国数学家兼天文学家拉普拉斯就知道了这个边界。一百多年后，比爱因斯坦稍稍年长的德国天文家兼物理学家史瓦西也知道。虽然一个只知道牛顿的古老理论，一个知道爱因斯坦的新理论，他们得到的结果是一样的，黑洞的视界与万有引力常数以及黑洞质量成正比，与光速平方成反比。

对于拉普拉斯来说，获得这个结果的过程很简单，他要求光能够克服万有引力的势能逃离出来，这就要求光的动能不能小于引力势能。引力势能距离黑洞越近就越大，因为它与距离成反比，但光的动能不变，必定存在一个最小的距离，在那里引力势能正好等于动能。这个最小的距离就是视界。假如光的能量与光速的平方成正比，而引力势能与引力常数以及黑洞质量成正比，我们就推出了结论：黑洞视界与万有引力常数以及黑洞质量成正比，与光速平方成反比。固定黑洞质量，降低光速，我们其实提高了视界的大小，光速减低到一半，视界变成原来的四倍。 

我们既可以将宇宙看成黑洞的反演，我们还可以将看到的宇宙比喻成黑洞的内部，也就是说，宇宙存在一个边缘，这个边缘就是正在反演的黑洞的视界。站在黑洞外边的人永远不能再看到落入黑洞的物体，与黑洞类似，而我们，站在宇宙内部的人永远不可能再看到“落出”宇宙之外的物体，这个边界就是视界。任何物体一旦跑出视界，我们永远不会再看到它了，永远。这个边界是宇宙旅行告别边界。

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（宇宙存在一个边界，这不是一个实体边界，而是我们的观测边界，有点像风平浪静的海面上的地平线，超出这个边界我们什么也看不到，哪怕你活到永远，等上不论你等上多久）

前面说了，固定黑洞的质量，将光速减低一半，视界变大四倍。现在你可能不假思索地说，降低光速，宇宙的告别边界也会增大。错了。 

为什么错了？如果你将边界变大，你就不可能固定宇宙的总质量，宇宙的总质量与边界内的体积成成正比，因为宇宙中的星系密度大约是不变的。增大边界，就增加边界之内的星系，从而增加了总质量。结论是，我们只能固定宇宙的质量密度，这么做的后果是，宇宙的边界与光速成正比，如果光速减低一半，宇宙的告别边界也降低一半。尽管我们现在的航天事业才刚刚起步，我们可不希望我们被限制在一个更小的宇宙中。

宇宙的膨胀速度不断地增加，这是暗能量在作怪。人们将这个现象称为宇宙加速膨胀，而宇宙加速膨胀的后果是，宇宙更加像一个黑洞的内部了，不仅仅是类似黑洞，也许就是一个黑洞的内部。这样，确实存在一个告别边界，我们，以及我们的后代永远不能看到这个边界之外，这是一个宿命式的限制，和前面说的当下看到最远的距离完全不一样，那个距离仅仅与现在有关，而告别边界一旦存在，它就永远存在。即使你能活一亿亿年，你的目光也只能局限在这个边界之中。 

有一部分宇宙学家相信，这个边界与与暗能量有关，也许与创世有关，与宇宙为什么存在有关，它就像一个笼子，将我们关在里面。如果真的如此，请不要将光速降低，那样的话这个笼子就更小了。

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