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,和量子糾纏的反應速度都是超光速,但它們都無法傳遞資訊。
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,其他任何有靜止質量的物體都達不到這個速度,因為愛因斯坦不允許。
根據狹義相對論中的質速關係和質增效應,粒子的運動速度越快質量就越大,在達到光速之前,粒子的質量就會膨脹為無限大,相應就需要無限大的能量讓其進一步加速,但宇宙中很明顯是不存在無限能量的。
所以粒子不可能達到光速,而由粒子組成的飛船,或者其他別的什麼東西,也會同樣的原因而與光速無緣。
但如果,我是說如果
未來人類發明出一艘一秒能飛一光年的“超級光速飛船”,那麼駕駛這樣的飛船,有機會在有生之年飛到宇宙邊界,甚至是飛出宇宙嗎?
廢話不多說,上資料
根據天文學家們的計算,太陽系的半徑就是一光年,我們所熟知的太陽系天體,其實只是位於柯伊伯帶內的“小天地”,在它之外廣闊的奧爾特雲,才是太陽系真正的邊界所在,以旅行者一號目前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恆星,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“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”的超級速度,宇宙中的恆星會在你面前飛速後退,25秒後你會到達織女星,但由於方向原因,你並不會遇到牛郎星。
大約7.2小時,也就是2.6萬秒後,你將闖入銀河系中心區域稠密的球狀星團中,430萬倍太陽質量的超級黑洞”人馬座a*“將呈現在你眼前,一個月後,你將到達250萬光年外的仙女座星系內,進入一個真正意義上的”新世界“。
在這個和銀河系類似,同樣擁有數千億顆恆星,數萬億顆行星的仙女座星系裡,你看到的景象將會和銀河系類似,依舊是群星在你眼前飛速後退,因為一秒一光年的超級速度,在恆星平均距離只有幾光年的星系內部,還是非常快的。
但這只是暫時的
隨著你飛出仙女座星系,進入廣闊的宇宙虛空,一秒一光年的超級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,就要耗費你一年半左右的時間。
而室女座超星系團所在的拉尼亞凱亞超星系團,直徑達到了5.2億光年,相當於上個距離的10倍,這意味著橫穿拉尼亞凱亞超星系團,要花費你16年光陰。
此時此刻不要忘了,可觀測宇宙的半徑是465億光年,從地球出發,駕駛一秒一光年的超級飛船,需要1473年的時間。
1473年前,是公元548年,當時中國還處於魏晉南北朝時期,如果那時候你剛上飛船,那麼到今年也就是公元2021年,你就剛好到達可觀測宇宙的邊緣。
劃重點
可觀測宇宙的意思,就是目前天文學家只能看到這麼大點兒地方,因為更遠處星系發出的光,現在還沒飛到地球。
所以可觀測宇宙之外,仍然是數不清的星系和數不清的恆星,所謂”一秒一光年“的超級飛船,是絕無可能人類有生之年飛到宇宙邊緣,甚至飛出宇宙的。
根據宇宙學家的模型,如果整個宇宙是一個閉合的四維超球體,那麼宇宙就不存在邊界,光速飛船再怎麼快,最終也還是會回到起點。
就像今天地球大洋上的航母一樣,無論動力再怎麼強勁,一直朝著一個方向航行,最終也還是會回到原點。想讓航母飛出地球,就得讓它具備第三個維度的機動能力,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動能力才行,可惜的是人類現在連三維空間都還沒玩明白,四維空間的門檻都沒摸到。