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一秒飛一光年!如果駕駛這樣的超級(jí)飛船,多久能飛到宇宙邊界?

 宇宙觀察 2021-12-01

真空光速是宇宙中的速度的上限,大約為每秒30萬公里,雖然宇宙空間的膨脹速度,和量子糾纏的反應(yīng)速度都是超光速,但它們都無法傳遞信息。

所以在我們的宇宙中,每秒30萬公里就是“有意義”的極限速度,遺憾的是,目前除了光子本身,其他任何有靜止質(zhì)量的物體都達(dá)不到這個(gè)速度,因?yàn)閻垡蛩固共辉试S。

根據(jù)狹義相對(duì)論中的質(zhì)速關(guān)系和質(zhì)增效應(yīng),粒子的運(yùn)動(dòng)速度越快質(zhì)量就越大,在達(dá)到光速之前,粒子的質(zhì)量就會(huì)膨脹為無限大,相應(yīng)就需要無限大的能量讓其進(jìn)一步加速,但宇宙中很明顯是不存在無限能量的。

所以粒子不可能達(dá)到光速,而由粒子組成的飛船,或者其他別的什么東西,也會(huì)同樣的原因而與光速無緣。

但如果,我是說如果

未來人類發(fā)明出一艘一秒能飛一光年的“超級(jí)光速飛船”,那么駕駛這樣的飛船,有機(jī)會(huì)在有生之年飛到宇宙邊界,甚至是飛出宇宙嗎?

廢話不多說,上數(shù)據(jù)

根據(jù)天文學(xué)家們的計(jì)算,太陽系的半徑就是一光年,我們所熟知的太陽系天體,其實(shí)只是位于柯伊伯帶內(nèi)的“小天地”,在它之外廣闊的奧爾特云,才是太陽系真正的邊界所在,以旅行者一號(hào)目前17km/s的速度,還得再飛3萬年才能離開太陽系。

但駕駛“一秒一光年”的超級(jí)光速飛船,只需1秒就能飛出太陽系,4.22秒就能飛到距離地球最近的恒星,4.22光年外的比鄰星附近。

需要指出的是,比鄰星還是大名鼎鼎的“半人馬座三星系統(tǒng)“中的一員,也就是劉慈欣《三體》中,三體文明的老家。

伴隨著“一秒一光年”的超級(jí)速度,宇宙中的恒星會(huì)在你面前飛速后退,25秒后你會(huì)到達(dá)織女星,但由于方向原因,你并不會(huì)遇到牛郎星。

大約7.2小時(shí),也就是2.6萬秒后,你將闖入銀河系中心區(qū)域稠密的球狀星團(tuán)中,430萬倍太陽質(zhì)量的超級(jí)黑洞”人馬座a*“將呈現(xiàn)在你眼前,一個(gè)月后,你將到達(dá)250萬光年外的仙女座星系內(nèi),進(jìn)入一個(gè)真正意義上的”新世界“。

在這個(gè)和銀河系類似,同樣擁有數(shù)千億顆恒星,數(shù)萬億顆行星的仙女座星系里,你看到的景象將會(huì)和銀河系類似,依舊是群星在你眼前飛速后退,因?yàn)橐幻胍还饽甑某?jí)速度,在恒星平均距離只有幾光年的星系內(nèi)部,還是非常快的。

但這只是暫時(shí)的

隨著你飛出仙女座星系,進(jìn)入廣闊的宇宙虛空,一秒一光年的超級(jí)飛船就逐漸顯得力不從心了,飛往5380萬光年外的室女座超星系團(tuán),就要耗費(fèi)你一年半左右的時(shí)間。

而室女座超星系團(tuán)所在的拉尼亞凱亞超星系團(tuán),直徑達(dá)到了5.2億光年,相當(dāng)于上個(gè)距離的10倍,這意味著橫穿拉尼亞凱亞超星系團(tuán),要花費(fèi)你16年光陰。

此時(shí)此刻不要忘了,可觀測(cè)宇宙的半徑是465億光年,從地球出發(fā),駕駛一秒一光年的超級(jí)飛船,需要1473年的時(shí)間。

1473年前,是公元548年,當(dāng)時(shí)中國(guó)還處于魏晉南北朝時(shí)期,如果那時(shí)候你剛上飛船,那么到今年也就是公元2021年,你就剛好到達(dá)可觀測(cè)宇宙的邊緣。

劃重點(diǎn)

可觀測(cè)宇宙的意思,就是目前天文學(xué)家只能看到這么大點(diǎn)兒地方,因?yàn)楦h(yuǎn)處星系發(fā)出的光,現(xiàn)在還沒飛到地球。

所以可觀測(cè)宇宙之外,仍然是數(shù)不清的星系和數(shù)不清的恒星,所謂”一秒一光年“的超級(jí)飛船,是絕無可能人類有生之年飛到宇宙邊緣,甚至飛出宇宙的。

根據(jù)宇宙學(xué)家的模型,如果整個(gè)宇宙是一個(gè)閉合的四維超球體,那么宇宙就不存在邊界,光速飛船再怎么快,最終也還是會(huì)回到起點(diǎn)。

就像今天地球大洋上的航母一樣,無論動(dòng)力再怎么強(qiáng)勁,一直朝著一個(gè)方向航行,最終也還是會(huì)回到原點(diǎn)。想讓航母飛出地球,就得讓它具備第三個(gè)維度的機(jī)動(dòng)能力,垂直上升離開地球。

同理

想讓宇宙飛船離開閉合的四維超球體宇宙,也得讓它具備更高維度的機(jī)動(dòng)能力才行,可惜的是人類現(xiàn)在連三維空間都還沒玩明白,四維空間的門檻都沒摸到。

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