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如果以每秒1光年的速度飛行,人類能到達(dá)宇宙邊緣嗎?

艾??破站?
原創(chuàng)
科普創(chuàng)作者,擅長(zhǎng)天文航天等內(nèi)容科普。
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曾經(jīng)我們以為世界很小,地球就是宇宙的中心。不過(guò)現(xiàn)在我們已經(jīng)知道,地球在宇宙中非常渺小,它只是圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的一顆行星。太陽(yáng)是恒星,僅僅在銀河系就有上千億顆恒星,而在宇宙中又有很多很多像銀河系這樣的星系。宇宙之大,真的超出了很多人的想象!

宇宙中最快的速度是光速,每秒30萬(wàn)千米,它是一切物體運(yùn)動(dòng)速度的上限。

若以光速飛行,一秒鐘就能繞地球7圈半,只需一秒多的時(shí)間就能從地球到達(dá)月球。對(duì)于人類來(lái)說(shuō),光速真的很快,要知道,人類迄今為止發(fā)射的飛行速度最快的探測(cè)器是帕克太陽(yáng)探測(cè)器,由于它繞著太陽(yáng)飛行,受太陽(yáng)引力的影響,在近日點(diǎn)時(shí)速度高達(dá)200公里每秒。

不過(guò),就算是光速,對(duì)于浩瀚無(wú)邊的宇宙而言,也如同龜速。

如果我們以光速飛行,需要4年多的時(shí)間才能到達(dá)距離太陽(yáng)最近的恒星比鄰星,因?yàn)楸揉徯蔷嚯x我們4.2光年。如果想要以光速逃離銀河系,最快也需要幾萬(wàn)年的時(shí)間,而在1萬(wàn)年前,人類還過(guò)著刀耕火種的日子。

宇宙非常大,根據(jù)科學(xué)界的主流觀點(diǎn),能夠被人類觀測(cè)到的宇宙的半徑為465億光年。

光年是個(gè)距離單位,就是光以光速傳播一年的距離,主要應(yīng)用于天文領(lǐng)域。1光年為9.46萬(wàn)億公里,大約相當(dāng)于地球與太陽(yáng)距離的6.3萬(wàn)倍,太陽(yáng)系的半徑也差不多在1光年左右。人類目前向太陽(yáng)系外發(fā)射的探測(cè)器分別是先驅(qū)者10號(hào)、先驅(qū)者11號(hào)、旅行者1號(hào)、旅行者2號(hào)和新視野號(hào)。只是速度都太慢了,至今還沒(méi)有走出太陽(yáng)系,人類至今仍被困在一光年的方寸之地。

世界雖然很大,但想象力是無(wú)窮的,如果我們能夠以每秒一光年的速度飛行,能夠到達(dá)宇宙邊緣嗎?

若以可觀測(cè)宇宙的半徑來(lái)計(jì)算,以一光年每秒的速度飛行,需要465億秒的時(shí)間才能到達(dá)宇宙邊緣。465億秒,大約相當(dāng)于1500年。一個(gè)人在有生之年就算以這么快的速度,也到達(dá)不了宇宙邊緣。

上面的計(jì)算,是假定可觀測(cè)宇宙的尺度不變。事實(shí)上,在上世紀(jì)初葉,美國(guó)天文學(xué)家哈勃就通過(guò)星系的紅移現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了我們的宇宙正在膨脹。后來(lái)科學(xué)家又通過(guò)觀測(cè)遙遠(yuǎn)的超新星,發(fā)現(xiàn)我們的宇宙正在加速膨脹,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)還獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。研究顯示,現(xiàn)在宇宙的膨脹速度是每百萬(wàn)秒差距74公里/秒(百萬(wàn)秒差距即326萬(wàn)光年)。宇宙空間處處都在膨脹,離我們非常遙遠(yuǎn)的星系,在宇宙空間膨脹的帶動(dòng)下,其遠(yuǎn)離我們的速度已經(jīng)超過(guò)了光速。

宇宙在加速膨脹,這意味著,當(dāng)你高速飛向宇宙邊緣時(shí),宇宙邊緣也正在加速遠(yuǎn)離你。以一光年每秒飛行,到達(dá)宇宙邊緣,實(shí)際所需的時(shí)間必然不止465億秒。

這里還有一個(gè)最關(guān)鍵的問(wèn)題,宇宙究竟是有限的,還是無(wú)限的?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,目前還沒(méi)有定論。

要到達(dá)宇宙邊緣,首先宇宙要有邊。如果宇宙是無(wú)限的,那么宇宙就沒(méi)有邊緣。如果宇宙是有限的,也要分兩種情況,一種是宇宙有限且存在邊界,一種是宇宙有限且無(wú)邊界。對(duì)于第1種情況,人類或許有機(jī)會(huì)到達(dá)宇宙邊緣。對(duì)于第2種情況,宇宙根本不存在邊緣,這種情況就像人類在地球表面運(yùn)動(dòng)一樣,永遠(yuǎn)也到達(dá)不了天涯海角,除非突破維度的限制。

此外,根據(jù)相對(duì)論,有質(zhì)量的物體的運(yùn)動(dòng)速度是不可能達(dá)到光速的,只能無(wú)限接近光速。別說(shuō)一光年的速度,就算是以光速飛行,人類也不可能辦道,畢竟科技再先進(jìn)也不能違背自然規(guī)律行事。要想突破光速的限制,人類需要尋找其它方法,比如曲速引擎、蟲洞等。如果在速度方面沒(méi)有突破,就算人類的平均壽命能夠到上萬(wàn)歲,也只能龍困淺灘。

評(píng)論
科普633c2bb156eb9
進(jìn)士級(jí)
已閱
2024-01-28