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《银河护卫队3》这一设定引热议，太阳背后真有一颗“反地球”？
2023-06-28
在近期上映的《银河护卫队3》中，超级大反派“至高进化”（the High Evolutionary）创造了一个新的星球。它的尺寸、质量、基本环境都和地球一致。但在“至高进化”的计划中，要利用这个新的星球实现净化宇宙的大使命。新星球上的居民是兽面人身的生物，比如长着兔子脸的人、犀牛脸的人和狮子脸的人。这个新星球叫“反地球”（counter Earth）。
反地球的设定一点也不新鲜，甚至可以说非常古老。
躲在另一侧的反地球
(资料图片)
古希腊的毕达哥拉斯最早提出大地是球形，发现了勾股定理，创建了信仰数字的毕达哥拉斯学派。这个学派认不相信当时流行的地心说那一套观点。他们认为地球在动，太阳也在动，宇宙中的一切天体都在围绕着一团“中央火”旋转。但是，以当时人类认知的理解，只有地球包含沉重的物质，具有实实在在的“重量”，而太阳和群星全部由神圣元素“以太”构成，轻盈而洁净。所以，整个宇宙的全部分量集中在地球身上，而地球又不在中央火的位置上。重量的中心也就是重心，与旋转的中心也就是中央火不重合，这就会造成偏心旋转的尴尬。最求和谐统一的古希腊人不太喜欢这种结构。
那怎么办呢？
在毕达哥拉斯身后，学派最重要的传人是公元前4世纪的菲洛劳斯。菲洛劳斯提出了“反地球”的概念，解决了重量不对称的问题。他相信，在中央火的对面，和地球相反的另一边，存在着一个与地球完全相同的反地球。地球与反地球同时围绕中央火旋转，转一圈的时间都是24小时。而且，古希腊人还没有地球引力的概念，无法理解地球的另外一面也可以有人“头朝下”。所以在古希腊人心目中，大地虽然是球体，但只有一面可以居住。也就是说，反地球永远躲在中央火的对面，地球人类无法被直接发现中央火和反地球。（见图1和图2.）
图1：地球上的夜晚，视线方向背对着太阳，看不见中央火和反地球
图2：地球上的白天，人类只生活在地球的一面，视线方向对着太阳，也看不见中央火和反地球
由于反地球与地球始终保持180度的角距，所以整个宇宙的重量分散在两个地球上，它们的重心正好落在中央火处。
虚位以待的“对点”
时间来到罗马时代，托勒密完善了地心说的理论体系，像中央火和反地球这样充满了上古神秘主义色彩的概念都被抛弃了。托勒密是实用主义者。为了符合天文观测的结果，在完整版本的地心说理论中，他设定的地球并不精确位于宇宙的中心，而是距离中心拉开了一点点间隔。在宇宙中心的另一侧，与地球对称的位置上存在一个“对称点”或“均衡点”（equant）。地球和对称点在宇宙中保持静止不动。所以严格来说，托勒密的“地心说”应该称为“地静说”。星辰围绕地球、宇宙中心和对称点共同组成的核心运动。假如对称点的位置上上有人可以观察星空，会看到群星围绕自己匀速运动。所以地球上的人观察到的星辰的运动不再匀速。（见图3）
为了解释行星和太阳的运动速度不恒定的问题，托勒密不惜借用了反地球的概念。只不过，在托勒密的地心说这里，反地球只是虚空中假象的一个观察点，并不存在真实的星球。
图3：托勒密地心说中的地球与对称点
后来的天文学家们普遍不喜欢对称点的主意。它不光破坏了古希腊以来的简洁优美的数学传统，还增加了需要额外解释的理论风险。群星的运动相对于对称点均匀，对称点凭什么具有比地球更高贵的地位呢？后来的开普勒发现，行星运动的真实轨道是椭圆形，而不是圆周。考虑了椭圆形轨道之后，才能彻底消除掉地心说里这些奇奇怪怪的设定，建立真正优雅的日心说。
日心说的科幻世界
日心说建立起来后，人们普遍接受了太阳位于中心，地球和众行星围绕太阳运动的事实。但反地球的思想并没有因此消失，反而升级为现代版本的科幻思想。科幻小说中反复出现这样的主题：在太阳的另一侧，和地球相反的位置，存在另一个地球，与地球的位置保持对称。（见图4）
图4：现代版本的反地球
写于1896年的《从一个世界到另一个世界》（From World to World）是现代世界最早的关于反地球的科幻作品。其中反地球社会已经发展为先进的乌托邦世界。20世纪以来，《太阳的另一面》和《地球姐妹》等作品都具有相似的反地球设定。
反地球设定，会催生关于地球的孪生行星和孪生社会文明的想象。如果同样智慧的种族生活在与地球一样的生态环境中，有没有可能发展出与当前社会完全不同的社会形态？换句话说，我们今天的现实世界，是某种偶然，还是进化的必然结果？
反地球真的看不到吗？
从天文学的角度看，即便反地球真实存在，也无法隐藏自己。人类已经发射探测器前往金星和水星附近，有很大的机会观察到太阳背后的对称位置。更何况，探测器在飞行的过程中，很可能受到反地球的引力的作用，偏离预设的轨道。根据测算，只要反地球的直径超过160公里，它产生的引力就很容易被发现。
退一万步说，即使不依靠探测器，我们也能让反地球自己露出马脚。地球围绕太阳的轨道是椭圆，地球距离太阳近一些的时候，运动的快一些。反之，地球在远日端，跑的慢一点。反地球和地球很难相对太阳保持对称的同时，还能完全以相同的速度运行。再加上太阳系里还有其他行星。在木星和土星的引力影响下，反地球早晚有一天失去原有的稳定轨道，突然出现在我们面前。
《银河护卫队3》中的反派“至高进化”怎么解决这个问题呢？
虽然他没有把反地球放在太阳系里，但还是通过设置反地球在时空中的维度参数，让它与真实地球永远相差1毫秒，并且设置屏蔽场，防止反地球被地球发现，也防止反地球对太阳系的动力系统产生影响。即便是在漫威的宇宙中，引力扰动产生的不稳定也是一件不得不防的大事。
作者：高爽 科普作家
审核：韩文标 中国科学院上海天文台研究员
来源: 星空计划