640光年外的参宿四爆炸后，地球的夜晚真能不用开灯吗？

半夜两点，你拉开窗帘，猎户座肩膀上的那颗红星忽然亮得扎眼。

第二天早晨，它还挂在蓝天里。

有人说，参宿四一旦爆炸，地球人晚上连灯都不用开。

这个说法最会吊人胃口的地方在于：前半句有可能，后半句却差得很远。

这颗星确实已经走到生命的晚年。

它是红超巨星，个头大得惊人，若把它放在太阳的位置，外层能伸到木星轨道附近。

这样一颗星临终时可能发生超新星爆发，亮到白天可见，并非纯粹的科幻。

可“看得见”和“照得亮”，是两回事。

你现在就能找到它。

冬季夜里，猎户座腰带上方偏左那颗泛红的亮星，就是参宿四。

它距离我们约数百光年，具体距离仍有测量误差。

现在看到的光，是很久以前从它那里出发的；它此刻到底什么样，地球上的我们并不知道。

2019年末，这颗熟悉的亮星突然变暗。

它暗得太明显，普通人抬头都能察觉。

消息一传开，很多人立刻想到同一个画面：是不是核心已经撑不住，爆炸倒计时开始了？世界各地的望远镜一齐对准它，仿佛守着一场不知何时开场的宇宙直播。

更吊诡的是，越接近我们熟悉的星星，越容易被一句“马上要炸”带跑。

那时很多人一夜之间认识了参宿四，却也误把一次异常的亮度变化当成了死亡通知。

后来得到的线索，反倒像一场“遮灯”。

观测显示，参宿四向外抛出大量炽热物质，物质冷却后形成尘埃，挡住了部分星光。

它的亮度又回升了。

那次变暗很惊人，却不能当成超新星即将发生的证据。

科学家知道它终将迎来结局，却没人能报出日期。

为什么我们如此在意它？因为它近得足够让人看见壮观的变化，又远得不会像一场发生在隔壁的爆炸。

银河系里超新星并不罕见，但能在地球天空中成为全民目击事件的机会很少。

参宿四恰好占据了人们最容易认出的那片冬夜星空。

它内部的故事比“突然炸了”复杂。

大质量恒星靠核心聚变支撑自身，燃料一步步变化，核心越走越沉。

到了某个阶段，内部压力再也托不住外层，核心急剧坍缩，冲击波把外面的物质抛向太空。

真正的爆发不是一团火在真空中燃烧，而是恒星结构崩塌后的巨大能量释放。

等光传到地球，我们可能先看到一颗“不该这么亮”的星，随后它在数日到数周里变得极为醒目。

它能有多亮，取决于爆炸类型、尘埃遮挡、距离等条件，没人能提前给出一张精确的亮度时间表。

把它写成某天必定亮如满月，已经越过了证据。

不过，“白天看见”确实有可信依据。

欧洲南方天文台等机构都提过，参宿四若以超新星结束生命，地球上的人可能在日光下看到它。

白天能认出天空中的一个亮点，已经够震撼了：那相当于给我们熟悉的天空硬添了一位不速之客。

想象午后抬头，在太阳之外还能认出另一颗亮星。

它不会让街道变亮，却会让平常觉得一成不变的白昼突然有了一个陌生标记。

可一颗亮点不等于一盏照明灯。

满月会在地上投下微弱影子，但你也不会靠月光在家里正常生活。

超新星即使在夜空里十分耀眼，它送到你窗前的光仍远远无法替代灯泡。

想象一下：夜色里多出一颗醒目的星，街道、屋子和书页仍然需要自己的灯。

真正让人难忘的，可能不是亮度数字，而是它会改变一片人人都认识的星座。

猎户座的一只肩膀突然亮起，随后缓慢褪色。

几代人熟悉的冬夜轮廓，会被这场事件改写。

没有望远镜的人也能说出：“我记得它原来不是这样的。

”

接下来你很可能会听到另一个说法：离我们这么近，地球会不会遭到辐射轰击？超新星确实能释放高能辐射和粒子，但风险取决于距离与方向。

参宿四与地球相隔数百光年，主流判断并不认为它会像电影里的宇宙武器那样毁掉地球。

这也解释了为什么“参宿四今晚要爆炸”总能在网络上反复流行。

它本来就会脉动、明暗变化，还会喷出物质。

每一次异常都足够做一条惊悚标题，但从“又变暗了”跳到“即将超新星爆发”，中间缺着决定性的证据。

天文学家能盯着它，却不能像看天气预报那样宣布倒计时。

更有趣的是，假如它在数百年前就爆炸了，我们今天才可能看见。

反过来，我们今天拍下的参宿四，也并非它“今天”的照片。

宇宙的距离把新闻变成了延迟到达的历史。

它的爆炸究竟发生在哪一年，对远方的地球观众来说，要等光抵达才有答案。

这不是文字游戏，而是天文观测的基本处境。

距离越远，消息越旧；我们能做的，是从不断抵达的光里拼出这颗星的变化。

我们怎么确认发生的真是超新星，而不是又一次尘埃遮挡？这回不会只是星光暗一阵再恢复。

多波段望远镜会记录到迅速而大幅的增亮，光谱也会暴露喷出的物质及其速度。

科学界还有可能先捕捉到来自坍缩核心的中微子信号，然后等光学现象登场。

那时新闻大概会挤满屏幕，大家一边争着出门看天，一边问它多久会消失。

答案同样不会是“一闪而过”。

超新星的光会演变数月，喷出的物质还会继续膨胀。

多年以后，望远镜可能看见一片越来越大的遗迹，像今天我们研究其他超新星遗迹一样。

但请别为了这幕景象守夜。

恒星演化里的“快了”，可能是在人类尺度上极其漫长的一段时间。

2019年的大变暗也曾让全世界屏住呼吸，结果它没有爆炸。

把每一次亮度变化当作最后通牒，只会让真正有意思的观测变成狼来了。

参宿四最迷人的地方，正是它让一个抽象概念突然有了位置。

我们说恒星会死，听起来像教科书；抬头看猎户座，那颗红点就在那儿，肉眼可见地闪烁。

它让人意识到，星空并不是一幅永远挂在天上的静态背景。

天文学真正擅长的，常常不是给宇宙事件定闹钟，而是把每一次变化记录下来，再判断其中哪些是真正的预兆，哪些只是恒星自己的日常。

如果有一天爆发的光抵达地球，先别急着关灯试验。

走到窗边，看看那颗不属于日常天空的新亮点；等天黑，再看猎户座的肩膀如何改了模样。

我们不需要编出“整夜亮如白昼”，也足以拥有一场罕见的天文现场。

所以答案很干脆：参宿四的超新星有机会亮到白天可见，夜里也可能格外耀眼；但它不会替你照亮房间，更没有确定的“最近几天爆炸”时间表。

真正值得期待的不是省下一度电，而是某一代人有机会亲眼看见一颗巨星谢幕。

在那之前，冬夜经过猎户座时不妨多看它一眼。

那颗红星仍在那里，像什么也没发生过。

它身上发生的变化，正在一束一束地穿越漫长的距离，而我们读到的，永远是宇宙稍晚送来的消息。

量子信息+熵，能解释宇宙的演化吗

它说，一个系统的熵只会随时间增加，不会减少。

这也是唯一一条能指明"时间箭头"朝哪走的物理定律。

熵，说白了就是无序的程度：熵越低，结构越有序；熵越高，越散乱。

糖从浓处向淡处扩散、气体膨胀、咖啡放凉，背后都是熵在增加。

人们相信，宇宙的演化也遵循这条定律。

宇宙早年处于低熵状态，一路演化到高熵。

可就在这个过程中，宇宙造出了一些极其复杂的结构——星系就是代表。

星系的熵很低，却是在一个高熵的环境里形成的。

这看起来像是在违反第二定律。

这个存在已久的矛盾，正是物理学家金妮斯特拉·比安科尼想解决的难题。

引力、熵与量子信息的交织，是比安科尼理论的视觉主题（图片来源：Physics World） 在爱因斯坦的广义相对论里，有个叫"度规"的数学对象，描述时空是怎么弯曲的；物质沿着这条弯曲走，就表现成了引力。

而在量子力学里，"算符"是对量子态做变换的数学工具。

比安科尼的关键一步，就是把这个"度规"当成量子算符来用，用量子化的方式描述时空的几何。

这样一来，会冒出两个"度规"：一个是"真实"的时空度规，一个是由物质和能量诱导出来的度规。

两者之间"差多少"，用量子信息论里的一个量来度量，叫量子相对熵。

正是这两个几何之间的量子相对熵，决定了时空怎么演化——换句话说，它给出的运动方程，就是引力。

在低曲率极限下，这套方程能精确还原爱因斯坦的广义相对论。

可一旦超出这个极限，方程就得被一个叫"G场"的对象修正。

G场生出一个暗能量项，而且是动态的。

暗能量被认为是直接推动宇宙膨胀的东西；在标准广义相对论里，它由静态的宇宙学常数驱动。

现在冒出一个动态的暗能量项，就有了被实验检验的机会。

比安科尼又把这套理论用到了弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙模型上。

这是广义相对论对宇宙行为的一级近似，假设宇宙各向同性、处处均匀、且在膨胀。

膨胀由宇宙的主导成分驱动——暗物质、普通物质，或辐射。

宇宙膨胀时，体积变大，总熵也跟着变大。

但正因为体积涨得更快，单位体积里的熵——也就是熵密度——反而随时间下降。

总熵在涨，局部熵密度却在降，这就给了星系、甚至生命这类低熵结构一个在膨胀宇宙里被造出来的机制。

那这算不算违反第二定律？比安科尼用非空的 FRW 宇宙算了一遍总熵：要把熵密度在整个时空区域上积分，而因为体积随时间变大，总熵成了时间的函数——膨胀的速度超过了熵密度衰减的速度。

所以对辐射主导和物质主导的宇宙，总熵依然随时间增加，第二定律照样成立，尽管局部熵密度在下降。

比安科尼强调，GfE 理论还很年轻，需要实验来验证。

但这项工作揭示了它内在的热力学本质，为经典引力与量子引力都打开了新路——把引力用"量子信息"和"熵"来表述，也许正是通向"量子化引力"这个百年难题的另一条路径。

引力，也许并不是什么神秘的基本力，而只是信息与熵的必然结果。

若真如此，宇宙为什么要演化、为什么能长出星系和生命，答案也许就藏在这条最普通的第二定律里。

来源：S. Jones, "Could quantum information theory explain universe evolution?" Physics World, 14 Sep 2026. 报道所引研究：G. Bianconi, Physical Review D.

追踪13.4万亿个暗物质！百亿亿次超算用4天完成这场模拟

每次模拟都追踪了13.4万亿个暗物质粒子在286亿光年宽度区域内的演化过程。

这一成果有助于科学家研究宇宙暴胀，并为分析大型巡天观测数据提供重要支撑。

左图为百亿亿次级模拟生成的全天空光锥图；右图外圈显示宇宙微波背景辐射，扇区分别展示视线速度（红/蓝）、物质密度（灰）和引力势（绿/蓝）。

图片来源： 美国阿贡国家实验室 宇宙暴胀理论认为，极早期宇宙曾经历一段短暂而剧烈的快速膨胀。

这一过程将微观量子涨落拉伸到宇宙尺度，留下微小的密度差异；随后，引力把这些差异不断放大，最终形成我们今天看到的星系、星系团和宇宙大尺度结构。

然而，暴胀背后的具体物理机制仍未完全确定。

通过研究物质在宇宙中的分布，有望找到更多线索，探索宇宙最早期的秘密。

暗物质无法被望远镜直接看见，却凭借引力主导星系形成，并塑造更大尺度的宇宙结构。

在模拟中，暗物质粒子被用作暗物质密度和速度分布的“示踪剂”，团队由此得以追踪宇宙结构跨越数十亿年的演化轨迹。

标准宇宙暴胀模型预测，早期宇宙的密度涨落服从高斯分布，也就是最简单的一类随机模式。

科学家正努力寻找其中可能存在的微小偏差，即“原始非高斯性”。

一旦发现可测量的偏差，就可能暗示暴胀时期还存在其他场、相互作用或动力学过程，从而帮助区分关于宇宙最初时刻的不同理论。

然而，这类信号极其微弱，还可能被“宇宙方差”掩盖——由于观测只能采样宇宙的有限体积，统计不确定性难以完全消除。

因此，探测此类信号需要覆盖最大宇宙尺度的超大规模模拟。

而如此规模的模拟对算力要求极高。

团队在阿贡国家实验室的“极光”超级计算机上完成了计算。

模拟及大部分数据分析约4天完成，目标正是揭示宇宙暴胀的物理本质。

这些模拟数据将助力分析多项大型巡天项目，包括美国能源部支持的暗能量光谱仪（DESI）和NASA的SPHEREx任务，两者目前均处于数据采集阶段。

模拟与前沿观测相互印证，将共同描绘出更为精细的宇宙图景，推动人类对宇宙起源与演化的探索。

来源：科技日报