在关于社交距离的 COVID-19 规则生效后，我养成了早晨在家附近树林中慢跑的习惯。最初几个月，我专注于向上伸向天空的绿色树枝，但最近我开始注意到地面上散落的树干残骸。有很多这样的残骸，被白蚁啃食，腐烂，最终分散到下面的土壤中。瞥一眼森林，就会发现不同时期生生死死的树木的历史演化阶段序列。
这种现象也发生在其他背景下。例如，我最近完成了为期九年的哈佛大学天文系主任任期。而直到现在，我才开始注意到散落在我周围的前任系主任们，就像树林里的那些树干一样。
进入人生的新阶段可能会让人感到谦卑。我们从回顾凝固的过去中获得了一种虚假的永恒感，仿佛它是一座永远不会被侵蚀的雕像。但这种观点是短视的，因为每一刻也可以被看作是一个新的开始，受到我们无法控制的力量的影响，并在更宏大的尺度上旋转。
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老式天文学也弥漫着一种虚假的永恒感。天文学家收集宇宙的静态图像，给人一种太阳之下——或太阳之上，也一样——没有什么真正改变的印象。但正如我在树林中漫步时的启示一样，这些快照展示了不同年龄、处于其历史不同演化阶段的恒星和星系。计算机模拟通过求解物质的运动方程，从早期宇宙时代宇宙微波背景上印刻的初始条件开始，帮助我们将整个故事拼接起来。通过生成类似于望远镜捕获的人造宇宙快照，这些模拟揭示了我们的宇宙根源。由此产生的科学见解是，我们存在的可能起源是早期宇宙中的量子涨落。或许我们应该在每年的母亲节和父亲节庆祝活动中增加“量子力学日”。
然而，在由我们的观测构成的相册中，有一些页面缺失：例如，被称为宇宙黎明的时期，即第一批恒星和星系开始形成的时期。在未来十年，下一代望远镜，如詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST)、地面“极大”望远镜和氢再电离时代阵列 (HERA)，将填补这些缺失的页面。
为了揭示天空中更明显的空白，事件视界望远镜最近拍摄了巨型星系M87中黑洞轮廓的静态图像。下一个目标是获得一系列图像或视频，显示黑洞周围吸积流的时间变化。
当处理像星系这样以数十亿年为时间尺度演化的系统时，静态图像的传统是有道理的。但宇宙也展现出在人类一生中爆发和变暗的瞬态烟火。观测它们是维拉·C·鲁宾天文台的遗留空间和时间巡天 (LSST)背后的动机，它即将迎来首次光照。LSST 将是一个拍摄项目，在十年内记录南方天空每个区域近一千张深多色图像，并记录有史以来最广泛的宇宙视频，其中包含大量壮丽的瞬变现象。
预计 LSST 的一些闪光将是 LIGO/Virgo 或 LISA 探测到的引力波源的对应物。它们的发现将迎来基于同一来源发射的引力波和电磁波的多信使天文学，为驱动这些瞬变现象的中心引擎提供新的见解。相关的“标准烛光”可以作为新的标尺，用于测量宇宙学中的精确距离。
在银河系内，靠近地球的瞬态事件可能导致灾难。例如，超新星爆发可能造成前所未有的大规模物种灭绝。如果一颗类似于 2013 年撞击车里雅宾斯克附近无人居住地区或 1908 年通古斯事件的陨石撞击纽约市，它可能造成的死亡人数和经济损失将远远超过 COVID-19。或者考虑一下来自太阳的一团热气体的影响，这是一种所谓的日冕物质抛射，类似于 2012 年与地球擦肩而过的事件。这样的事件可能会关闭通信系统，使卫星失效并损坏电网。总而言之，关于此类天体威胁的天文警报对于确保我们物种的长期生存至关重要。
与我们的长期生存最相关的是识别出正在与地球碰撞轨道上的大型物体，类似于 6600 万年前导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯小行星。2005 年，国会通过了一项法案，要求 NASA 到 2020 年找到并跟踪至少 90% 的所有大于 140 米的近地天体（足以造成区域性破坏）。到目前为止，天空中只识别出这些物体中的三分之一。在我最近与我的本科生阿米尔·西拉吉合作撰写的一篇论文中，我们将希克苏鲁伯小行星的一些令人困惑的特性解释为一颗长周期彗星在靠近太阳时潮汐瓦解的结果。如果未来的天空调查警告我们注意另一个碎片，其视大小在天空中迅速增长，我们最好有一个应急计划来改变其轨迹——否则就立即给我们的房地产经纪人打电话。
在未来几十年内跟上精确宇宙学的挑战，可以证明描述宇宙膨胀率的哈勃常数并非真正恒定，这与预期的桑德奇-勒布测试一致。从长远来看，唯一不变的是变化。在所谓的暗能量的影响下，宇宙的加速膨胀将是后 COVID-19 时代星系外社交距离的最终体现，阻止我们与银河系外的文明进行任何未来的接触。