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なぜ物質が生まれ、生命が誕生し、私たちが存在するのか。膨張を続ける「進化する宇宙」は、私たちをどこへ連れてゆくのか。時間の始まりであるビッグバンから、時間の終わりである宇宙の終焉までを壮大なスケールで描き出し、このもっとも根源的な問いに答えていく本書から今回紹介するのは、太陽と地球の未来。
未来を考えるときには、どんな区切りを入れればいいだろう？　
日常的な時間スケールなら、当然ながら人間の直観が役に立つが、宇宙論にとって重要な時代区分を見ていくとなれば、扱う時間はとてつもなく長くなるため、どれほど巧妙なアナロジーを使っても、その長さを伝えるのは難しい。

为什么会出现物质，为什么会诞生生命，为什么我们会存在。不断膨胀的“进化的宇宙”将会带着我们去到哪里呢？从时间开始的大爆炸，到时间终点的宇宙终结，描绘出雄壮的蓝图。本书将会回答这些根源的提问，这次介绍的是太阳和地球的未来。
考虑未来的时候，如何进行划分呢？
日常的时间区段，当然要按照人类的直觉来划分。可是宇宙论中重要的时代划分中，处理的时间因为非常漫长，所以不管使用多么巧妙的逻辑，想要传递那个长度都是很困难的。

結局、そんな不慣れな山登りの足がかりにするには、おなじみのアナロジーが一番だろう。宇宙の年表が、エンパイアステートビルの高さに伸びていると想像してほしい。ビルのそれぞれの階が、時間の長さを表す。ある階が表す時間の長さは、そのすぐ下の階が表すそれの10倍だとしよう。エンパイアステートビルの1階は、ビッグバンに続く10年間を表し、2階はその後に続く100年間、3階はさらにその後の1000年間となる。

结果，为了克服这种不习惯的度量，用我们习惯的事物进行类推是最好的。将宇宙的年份想象成高耸的帝国大厦。大厦的每一层将会代表时间的长度。每一层所表示的时间长度，将会是上一层的10倍。帝国大厦一层如果代表大爆炸后的10年，那么二层就是之后的100年，三层就是之后的1000年。

今示した数値からわかるように、上階に行けば行くほど、その階が表す時間は急激に長くなる──口で言うのは簡単だが、これを勘違いせずに理解するのは難しい。たとえば、12階のフロアから13階のフロアまで階段を使って上ることは、ビッグバンの1兆年後から10兆年後までの宇宙を考えることに相当する。その1階分の階段を上ることが9兆年に相当し、11階より下の各階の持続時間をすべて合わせた時間よりもずっと長い。
それと同じことが、さらに上階に向かうときにも成り立つ。それぞれの階に相当する時間の長さは、それ以下の階に相当する時間の長さをすべて足し算したものよりもはるかに長い。階をひとつ上がるごとに、まさしく幾何級数的に長くなるのだ。

正如我刚才提示的数值那样，越往上走，该层所代表的时间就会急速增长。用嘴来说虽然很简单，但是想要正确理解却还有些难度。比如，12层到13层的阶段，就相当于大爆炸后1兆年和10兆年的宇宙了。这一层就增加了9兆年，比11层之下所有的楼层加起来代表的时间还要长。
同理，再往上去也是一样的道理。每一层代表的时间将会比下面所有楼层加起来还要长。每上一层楼，就会增长指数倍。

人間の一生はおよそ100年、長持ちする帝国の寿命は1000年、丈夫な生物種なら数百万年ほど続くが、時間のエンパイアステートビルの高層階が表す時間の長さは、それらとはまったく異質だ。その長さたるや、永遠のように思われるほどだ。
エンパイアステートビルの86階にある展望デッキにたどり着いたとき、われわれはビッグバンから10⁸⁶年後の世界にいることになる──それを普通の表記で書き直せば100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000年となり、人間のどんな企てに関係するいかなる時間の長さもそれに比べれば一瞬にすぎないような、まさに目もくらむほどの長さだ。

人类一生大约100年，长寿的帝国有1000年，顽强的生物种群能生存数百万年，但是时间的帝国大厦所表示的时间长度，和这些却有着本质的区别。跨越的长度，让人感觉就像永恒一样。
当你抵达帝国大厦86层的展望台时，我们就相当于抵达大爆炸后10⁸⁶年后的世界。这用普通的书写方式将会变成100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000年。人类不管想要做什么和这个时间长度相比都是一瞬间的事情，真可谓是转瞬即逝。

しかし、86階に相当する時間に0がいくつ続こうと、このビルの最上階である102階に足を踏み入れるとき、86階によって表せる時間の長さは、ビルの最後の階段の踏み板に塗られているペンキの厚みに対応する時間よりはるかに短いのだ。
今日、ビッグバンからざっと138億年が経っている。つまり、ここまでの出来事のすべては、時間のエンパイアステートビルの1階と、10階からさらに階段を上りはじめて数段目までに起こったことだ。その地点から、われわれは幾何級数的に遠い未来に向かうことになる。

不过不管86层所代表的时间后面有多少个0，当你踏足进入这个帝国大厦最顶层的102层时，86层所代表的时间长度与大厦顶层的时间长度相比，依然是非常短的。
现在从大爆炸开始已经过了138亿年。也就是说，过去发生的所有得到事情都只相当于帝国大厦一层到10层为止的某几层而已。从这个地点开始，我还会前往几何级增长的遥远的未来。
原创翻译：龙腾网 http://www.ltaaa.cn 转载请注明出处

さあ、上りはじめるとしよう。
遠い昔の先祖たちは、太陽が生命にとって必要不可欠な低エントロピーのエネルギーをふんだんに送ってくれていることは知らなかったが、天空からじっとこちらを見つめる目、日々の暮らしを見守る灼熱の存在が大切なものだということは知っていた。
太陽が沈むとき、それがふたたびのぼってくることも知っていた。その繰り返しが、いやでも気づかずにはいられないほど顕著で信頼性の高いパターンを作っていることも知っていた。しかしそのパターンがいつの日か終わることもまた、それと同じくらい確実なのだ。

那么，让我们来攀登吧。
我们过去遥远的祖先，虽然不知道太阳给我们输送了生命不可或缺的低熵能源，但是知道天上有一双盯着地面的眼睛，每天给我们输送热量的重要存在。
太阳落山的时候，他们知道太阳还会再次升起。这个重复的过程，哪怕他们不愿意也会认识到其有着显著的可靠性。不过这个循环总有一天会结束也是确定的事实。

太陽は、これまで50億年近く、中心部で起こる水素原子核の核融合で生じるエネルギーによって内向きに働く重力に抗い、莫大なその質量を支えてきた。核融合で生じるエネルギーが、激しく動きまわる粒子に動力を与え、その粒子たちの運動が外向きの圧力になる。そうして生じた外向きの圧力のおかげで、太陽はおのれの質量によって生じる重力に抗い、崩壊を免れているのである(その様子は、空気で膨らませるビニール製のおもちゃの家に似ている。その家が潰れないのは、ポンプを使って吹き込まれた空気の圧力のおかげだ)。

太阳在过去的50亿年中，通过中心部发生得到氢原子核的核聚变反应带来的能量，抵抗了朝向核心的重力，支撑着庞大的质量。核聚变产生的能量给运动的粒子带来动力，成为了这些粒子向外运动得到压力。然后因为这些向外的压力，太阳成功抵抗了自身质量带来的重力，避免了崩溃。

内向きに働く重力と、粒子運動のために生じる外向きの圧力とは、今後さらに50億年ほどは安定して釣り合っているだろう。しかしその後、釣り合いは崩れる。太陽はまだ水素原子核をたっぷり含んでいるが、中心部ではほぼ使い尽くされる。水素の核融合で生じるヘリウムは水素より重くて密度が高いため、砂をどんどん池に投げ込めば、砂が池の底に溜まるにつれて水が池からあふれ出すように、ヘリウムが太陽の中心部に溜まるにつれて、水素は中心部から外側に押し出される。

向内的重力和粒子运动产生的向外的压力，在今后50亿年中几乎都会处于安定的平衡状态。但是，之后这种平衡就会崩溃。太阳虽然还有很多氢元素的原子核，但是中心部基本都耗尽了。氢元素的核聚变生成的氦元素比氢元素更加重而且密度更高。就像是将沙子投入水池中一样，沙子会沉淀到池底，水就会溢出来。氦元素会聚集在太阳的中心部，氢元素随之将会被从中心挤压到外面。
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それはどうでもよいような細かい話ではない。
太陽の中心部は、太陽の中で一番温度の高い場所だ。現在の温度は1500万度ほどで、水素を融合させてヘリウムを作るために必要な1000万度を軽く上まわる。しかし、ヘリウム原子核を融合させるためには約1億度という高温が必要で、太陽中心部の温度はそのヘリウム核融合の閾値よりはずっと低いため、ヘリウムが水素を外側に押し出すにつれて、水素核融合の燃料供給が滞るようになる。すると、核融合で生じるエネルギーによる外向きの圧力は弱まり、その結果として、内向きの重力のほうが優勢になる。そして太陽は内側に崩壊する。

这并非是无关紧要的事情。
太阳的中心部是太阳中温度最高的地方。现在的温度有1500万度，想要让氢元素聚变成氦元素需要至少1000万度。但是，想要让氦元素聚变就需要1亿度的高温，太阳中心部的温度比氦元素聚变的温度低多了。随着氦元素将氢元素挤出中心部，氢元素的核聚变燃料供给将会陷入停滞。那么核聚变产生的向外的压力就会减弱，结果向内的重力就会占据优势。太阳就会向内侧压缩崩溃。

莫大な重量が圧縮され、太陽の温度は跳ね上がる。その高温高圧をもってしても、ヘリウム核融合の閾値には届かないため、ヘリウムの溜まった中心部を取り巻くように生じた水素原子核の薄い層の中で、水素核融合の第2ラウンドが始まる。温度と圧力が上がっているため、このたびのラウンドは猛烈なスピードで進み、太陽はかつて経験したことのない大きな力で外向きに押し出される。その力は、単に太陽が内向きに崩れるのを食い止めるだけでなく、太陽を外向きに大きく膨らませるだろう。
太陽系の内惑星(水星、金星、地球、火星)の運命は、次のふたつの要素のバランスにかかっている。ひとつは、太陽がどれだけ大きく膨らむか。そしてもうひとつは、膨らみつつある太陽が、質量をどれだけ減らすかだ。

被巨大的重量压缩，太阳的温度就会升高。哪怕是这种高温高压的环境，氦元素还是无法达到核聚变的阈值，因此那些围绕着氦元素核心的氢原子核的薄层中，会继续发生氢元素聚变的第二回合。因此温度和压力都提高了，这次将会以高速进行，太阳将会以前所未有的向外压力被顶开。这个力不仅会抵消太阳向内崩塌的力，还会让太阳向外大幅膨胀。
太阳系内的行星的命运就取决于这两个要素的平衡。一个是太阳膨胀多少。另一个是膨胀的太阳质量会减少多少。

なぜ質量が減るのかというと、核融合のエンジンが暴走すると、太陽の外側の層に含まれている無数の粒子が、宇宙空間に吹き飛ばされるからだ。そうして質量が減ると、太陽が惑星たちに及ぼす重力は弱まり、惑星たちの軌道はどんどん太陽から遠ざかる。惑星の未来は、太陽から遠ざかるその軌道が、大きく膨らむ太陽から逃げきれるかどうかにかかっている。
詳細な太陽系モデルを組み込んだコンピュータ・シミュレーションによると、水星はその競争に敗れ、大きく膨らんだ太陽に飲み込まれて蒸発するだろう。地球よりも太陽から遠い軌道をめぐる火星は、スタート地点が有利なおかげでセーフになるだろう。金星はアウトになりそうだが、膨張する太陽は遠ざかる金星軌道に追いつけないという結果を示すシミュレーションもある。もしもそれが正しければ、地球の軌道についても同じことがいえて、地球もセーフになるだろう。

要说为什么质量会减少，是因为核聚变的能量暴走的话，太阳外层中所包含的无数粒子将会被吹到宇宙空间之中去。随着这些质量的衰减，太阳提供给行星的重力将会减弱，行星的轨道将会越来越远离太阳。行星的未来取决于远离太阳的轨道是否能从膨胀的太阳那里逃开。
根据录入太阳系模型的精密计算机模拟，水星将会在竞争中败北，被膨胀的太阳所吞没然后蒸发。比地球更加远离太阳的火星，因为起点很有利，所以应该是安全的。金星估计不行，不过也有膨胀的太阳无法追上远离的金星轨道的模拟结果。不过如果那个是正确的，地球轨道也是一样的，地球大概也可能是安全的。

しかし、たとえ太陽に飲み込まれずにすんだとしても、地球上の環境条件はひどく変わるはずだ。地球の表面温度は数千度まで上がるだろう。それほどの高温になると、海洋は干上がり、大気は吹き飛ばされ、地球表面は融けた溶岩だらけになるだろう。
快適とはいえない条件なのは確かだが、空いっぱいに広がった巨大な赤い太陽は、なかなかの見ものだろう。しかしほぼ確実にいえるのは、その太陽を見る者はいないだろうということだ。もしもわれわれの子孫が絶滅せずに生き延びているなら(自滅をどうにか回避し、致死的な病原体や、環境災害、生物を死に追いやる小惑星、異星人の侵略、その他起こりうるあれこれの大惨事を乗り越えているなら)、そして、もしも子孫たちが繁栄し続けるつもりなら、より住みやすい故郷を探して、とうの昔に地球を捨てているだろう。

不过哪怕地球没有被太阳所吞没，地球上的环境条件也会发生巨变。地球的表面温度将会高达几千度。这么高的温度海洋将会蒸发，大气也会被吹跑，地球表面将会只有融化的熔岩。
虽然难说是一个不错的条件，但是可以看到遮天的巨大红色太阳，也是一个美景了。如果我们的子孙没有灭绝生存下来了，那么为了维系繁荣，他们就需要寻找更容易生存的家乡，肯定在很早就抛弃了地球了。

ヘリウムからなる太陽中心部を取り巻く水素原子核の層の中で、引き続き水素核融合が起こるにつれて、新たに生成されたヘリウムが中心部に雨あられと降り注ぐ。すると中心部はさらに圧縮されて、温度はますます上がるだろう。温度が上がれば、中心部を取り巻く層で起こる水素核融合はさらにスピードアップして、その反応で生成されたヘリウムが雨あられと降り注いで中心部を連打し、中心部の温度はさらに上がるだろう。
今から約55億年後には、中心部の温度はついにヘリウム原子核を燃やせる閾値を超え、ヘリウム核融合が起こって炭素と酸素が生成されるだろう。ヘリウム核融合が太陽の主要なエネルギー源になると、その出来事を画する華々しい爆発が起こる。その後、太陽は縮んで小さくなり、まずまず安定した粒子配置になるだろう。

在包裹这氦核太阳中心部的氢原子核层中，随着氢元素的核聚变反应，新生成的氦元素将会像暴雨一样注入核心。这样核心就会继续被压缩，温度也会继续上升。温度越上升，包裹中心部的氢元素核聚变也会继续加速，然后反应生成的氦元素又会注入中心部，继续加速中心部的温度上升。
大约55亿年后，中心的温度将会超过点燃氦原子核的阈值，氦元素的核聚变将会发生，然后会生成碳元素和氧元素。氦元素核聚变成为太阳主要的能源后，将会发生一个划时代的爆炸。之后，太阳将会缩小，暂时拥有稳定的粒子配置。