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2024
09-02

为什么天文学家认为,就算达到光速,也到不了宇宙的边缘?

1977年发射的旅行者一号,现在距离地球245亿公里,每秒能飞17公里的它,仍需要3万年才能飞出半径一光年的太阳系。

就算把速度提升到光速,飞出太阳系也需要一年时间,比现在的环球旅行都慢,更可怕的是和地球的通讯延迟还会越来越高,这意味着光速飞船无法得到任何来自地球世界的即时信息,自己的反馈也不会瞬间得到回应。

在接近光速的情况下,4年后我们就能到达比邻星,这里有一颗行星被称为比邻星b,有可能存在外星生命,如果我们再垂直于银道面飞行的话,只需要3000年就能飞出银河系,254万年后就能到达仙女座星系,930亿年后横穿整个可观测宇宙。

通过以上数字不难看出,光速在宇宙中就是龟速,驾驶光速飞船遨游宇宙就跟蚂蚁环游地球一样可笑,但这都还不是重点,因为我们真正需要面对的宇宙,是一个处于超光速膨胀状态的宇宙。

哈勃望远镜和韦伯望远镜的观测结果已经证实:宇宙时空的膨胀速度,在145亿光年外正式超过了光速,也就是说超过这个距离的星系,发出的光永远只能在路上,而不能飞到地球被我们看见,同理,驾驶光速飞船的我们,在到达145亿光年外之后,也会因为宇宙超光速膨胀而永远在路上,就好比在湍急的河流里逆向划船一样,完全是徒劳无功。

所以别说是全宇宙边界了,就算是可观测宇宙的边界我们也无法到达,因为光速只是恒定的每秒30万公里,而宇宙时空的膨胀的速度已经超过了这个数字。

在爱因斯坦广义相对论的框架中,宇宙是一个闭合的四维超球体,里面有黑洞白洞和虫洞,如果能构建一个稳定的虫洞的话,它们是能把物体在短时间内从一个星系转移到另一个星系的,因此虫洞的超光速,是唯一有可能让我们在未来到达宇宙边界的技术。

然而四维超球体,意味着到达宇宙边界后再往前走一步,就又回到了另一端的起点,就像地球上的环球航行一样,最后的终点就是最初的起点,这时候就需要更高的维度了,我们所看到接触的宇宙都还是三维的,所谓的第四维,在现阶段还是时间维度,并不是空间上的新方向。

也许未来会出现一个比广义相对论更先进的时空理论,到时候科学家才能掌握进入高维度空间的办法,从而到达宇宙边界,甚至是离开本宇宙,就好像地球上的我们,直到发明了火箭之后,才能离开地球进入太空一样。

此时再回到一开始的问题,我们会发现光速本身并不是宇宙所有问题的答案,达到光速并不能让我们在宇宙中获得自由,更有科学家甚至认为,光速限制只是一扇虚掩的门,也许只在我们的观测范围之内有效,一旦超过这个范围,真空光速可能要更快,但这些都属于理论上的空想,目前我们没有足够的技术去验证这个想法。



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