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太空有多空？到三體那裡看一看

我是三體粉，但這篇文章不談三體小說，談一談三體星系的冷知識！

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「海內存知己，天涯若比鄰」，初唐四傑之首王勃的這一名句，通常被用來形容兩人之間實際距離很遠，但心理距離很近的狀況。詩句表現出的豁達心境感染和影響了古往今來的無數讀者，一定也感染了中國的天文學家。於是，中國人把距離太陽最近的那顆恆星，命名為「比鄰星」，形容它和太陽系的距離，就像鄰居一樣近。

比鄰星距離太陽系，只有4.22光年。它目前正在向太陽系方向運動，在未來的旅程中，離太陽最近時，僅有3光年。在宇宙空間，星系的大小動輒以數萬光年計，星系團的大小以百萬到千萬光年計，超星系團的大小則要以億光年計，4光年的尺度，在天文距離上，的確太小了，比鄰星真是沒有叫錯。

需要說明的是，離我們最近的恆星是「輪值制」的。數萬年前，離地球最近的恆星，並非比鄰星，而是一對名叫魯坦726-8的雙星。再過數萬年，一顆名為羅斯248的紅矮星將取代比鄰星，更為接近我們。事實上，在未來的數萬年後，將有6顆恆星比目前的比鄰星更為接近太陽。不過，「比鄰星」這個名字不輪值，只屬於半人馬座α星C。

比鄰星是個紅矮星，在它的不遠處，還有兩個大哥，分別被命名為半人馬座α星A、半人馬座α星B，它們的大小和太陽差不多，A比太陽大一些，B比太陽小一點。

三體三兄弟與太陽大小的比較

比鄰星所在的半人馬座α星又叫南門二，是夜空中排在天狼星、老人星之後的第三亮星（太陽及其行星除外）。從地球上用肉眼看過去，這三顆星看上去就像是一顆星，只有藉助於天文望遠鏡，才可以把它們哥仨分辨開來。

半人馬座α星AB兩個大哥離得非常近，是密近雙星。如果A星在太陽的位置，B星大約在土星的軌道附近。兩顆星球的物質可以互相交換，一會兒A把B的物質吞一些過去，一會兒B把A的物質吸一些過來，甚至在不遠的將來有可能合二為一。比鄰星離它們則遠得多，距離兩位哥哥約1萬個天文單位，如果以太陽為基準，它的位置已經到了奧爾特雲內側。有科學家推測，隨著時間的推移，比鄰星甚至會離開這兩個哥哥，獨自在半人馬座流浪。

由於比鄰星的質量遠小於另外兩顆恆星，也離它們相對較遠，因此這三顆恆星的運行軌道是很穩定的，並不存在三體小說中描寫的軌道混亂的情形。不過，宇宙之大，三合星並不罕見，四合星（五車二）、五合星（1SWASP J093010.78+533859.5）、六合星（北河二）都有發現，這些多星系統的運地軌道就要複雜得多，三體小說中描述的恆星軌道運行混亂的情形並非不可能發生。

比鄰星的兩個大哥離得非常近，相當於太陽到土星的距離

1990年4月24日，美國人用發現者號太空梭，把一個大約公交車大小的望遠鏡送上了太空，這個望遠鏡就是哈勃空間望遠鏡。除了各種普通人不易理解的科學觀測目標，由哈勃的數據所生成的各種精美太空照片，大大豐富了人們對於宇宙的想像，也加深了人們對於宇宙大小的理解。那些照片中，有很多是以億光年為單位之外的星空，哈勃深場甚至為我們帶來了百億光年處的星空影像。

三體的大部分故事，發生在從太陽到半人馬座α星這個4光年的空間，在哈勃望遠鏡為我們建立的認知體系中，這似乎是一個很小的空間。事實上，與地球人能夠活動的空間相比，4光年是一個大得難以想像的空間。

這個4光年的空泡容器可以裝完三分之一可見宇宙的星星

以太陽和半人馬座α星的連線為直徑，想像一下，有一個巨大的宇宙空泡，這個空泡的體積為3.4*10^40立方千米。我們的太陽，體積是1.4*10^18立方千米。如果這個空泡是一個球形容器，可以裝得下2.43*10^22顆太陽大小的恆星。這個數字太大了，換一種表述方式即是243萬億億。

如果我們不太好理解這個數字的話，那再換一種表達方式吧。

據科學家估計，可見宇宙空間（半徑約為460億光年）的恆星總量約為700萬億億顆。以剛才我們想像的空泡容器，只需要三個，就可以把可見宇宙所有的恆星全部裝完。

以上計算，是以太陽作為宇宙恆星的平均體積為計算標準的。真實的情況是，宇宙中體積越小的恆星數量越多，太陽的體積超過了90%左右的恆星。宇宙中數量最多的是肉眼看不見的紅矮星和橙矮星，比如比鄰星、巴納德星，都是紅矮星。如此算來，可能裝走所有可見宇宙的泡泡容器只需要兩個就夠了。

之所以出現這樣的情況，完全是因為宇宙實在是太空曠了，星星與星星的距離實在太遙遠了，大部分地方，什麼也沒有。