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在现实宇宙诞生前的宇宙中,文明高度发达的三眼种族挪麦人以探索宇宙为最高追求。一日,某个挪麦人家族发现了似乎比当前宇宙更古老的眼信号,来不及通知其他挪麦人便义无反顾地向信号方向跃迁,但飞船被困在信号所在恒星系的行星黑棘星中。黑棘星空间混乱,藤曼遍布,还有一口一个宇宙飞船的硕大安康鱼,飞船上的挪麦人只有发射逃生舱离开。三艘逃生舱中,一艘降落在临近恒星的余烬双星,一艘降落在核心是黑洞的碎空星,最后一艘则没有逃出黑棘星,其中挪麦人因氧气不足而全部丧生。
余烬双星临近灰烬双星,大量沙子往返于两颗星球,威胁挪麦人的生命安全;碎空星的火山卫星不间断地向碎空星喷射岩浆,导致碎空星表面无法生存。于是两批挪麦人分别在星球内部建立了背阴城与悬空城,生活安定了下来,但追寻未知的挪麦人并没有安于现状,他们造出了新的飞船,相互之间取得了联系,并继续进行眼的探索。
在余烬双星内部,挪麦人偶然发现了一种量子岩石,不进行观测便会改变位置,而在没有自然光的洞穴中甚至可以通过站在量子岩石上开关手电筒而随量子岩石一同移动。碎空星核心的黑洞类似于虫洞,将进入黑洞的物体传送到恒星系边缘的白洞处,挪麦人在偶然中发现物体离开白洞的时间比进入黑洞早万分之一秒。量子观测法则让挪麦人大致理解了无法直接探测眼的原因,因为眼是量子态的,而黑洞白洞传送时间差的发现则为宏伟的灰烬双星计划拉开了序幕。
余烬双星靠近恒星,太阳能丰富,挪麦人在高能实验室中用更高能量重复黑洞白洞传送实验,并确认了时间差的存在,且时间差与能量大小有关。据此,挪麦人提出了寻找眼的终极解决方案:随机方向发射探测器,在22分钟后引爆恒星,并通过超新星爆发的巨额能量将黑洞白洞传送时间差延长至22分钟,将探测器所获信息发送至22分钟前的数据中心,如此循环,直到找到眼的位置,然后不再发射探测器与引爆恒星。为了让挪麦人能在计划出问题时了解情况,还需要将信息发送给22分钟前的某个人。这一解决方案也即灰烬双星计划。
计划需要建造恒星的卫星太阳站,用以引爆恒星;需要在临近恒星的位置利用上超新星爆发的能量,挪麦人决定在灰烬双星上建造设施吸收太阳能,并在内部建造设施储存每一轮循环的信息;需要寻找合适的探测器发射场地,挪麦人决定在没有卫星的深巨星上建造轨道探测炮;需要建造雕像将人与数据中心连接起来,以将信息传给22分钟前的人,挪麦人决定在深巨星建造雕像车间生产雕像;需要能够短时间承受超新星爆发能量的材料,以保护灰烬双星内部设施不被破坏,保证信息传输顺利进行,挪麦人在木炉星中找到了合适的矿石并开采。开采矿石的过程中,挪麦人在水中发现了木炉星本土水生生物,并有意保护了木炉星生物的生存环境。
计划各项建设完成后,挪麦人开始实施计划,但太阳站并没有起作用,恒星没有被引爆。此时,彗星闯入者来到了恒星系,在挪麦人意识到危险之前靠近恒星并发生爆炸,内部的幽灵物质瞬间席卷整个恒星系,杀死了整个恒星系的挪麦人。幽灵物质不溶于水,木炉星的水生生物借此逃过一劫。
28万年后,幽灵物质基本消散,当初的水生生物也登上了陆地,发展到了航天时代,并称自己的种族为哈斯人,拥有四只眼睛。然而,宇宙的寿命此时已接近尽头,大量恒星在短时间内爆发,此星系的恒星将在22分钟后超新星化。挪麦人在28万年前建立的轨道探测炮与灰烬双星控制中心检测到这一点,灰烬双星计划自动启动,而主角则偶然成为了信息的接收者,能够获取无数次循环中自己的记忆。主角将会完成挪麦人未竟的事业,登上眼,看到宇宙的终结。