假如有一种每秒飞行一光年的飞船,一直飞行能到达宇宙边界吗?

宇宙时空 2024-12-15 14:28:21

这种假设的确颇具胆识,竟然敢颠覆物理学基石之一的相对论!

按照爱因斯坦狭义相对论的基本观点,我们顶多只能靠近光速,无法真正匹配或超越它,遑论以一秒一光年的惊人速度飞驰。

若是真能超光速,那么时间对你来说便会停滞,你可以一瞬间横跨任何辽阔的星际空间,甚至是冲破宇宙的边界(假如有的话)。你将彻底跳出我们熟知的宇宙框架。

但现实是,上述的假设在目前科学框架下并无立足之地。

然而,倘若我们大胆假设,想象以一秒一光年的速度飞翔,那又会怎样呢?

既然讨论的是超光速,相对论中的时间膨胀效应自然无从谈起,因为此时相对论的框架已不再适用。我们仅需探讨速度和距离之间的关系。

尽管每秒一光年的速度听起来惊人,足以在一秒内离开太阳系,但在广阔无垠的宇宙中,这样的速度依然显得微小。

以我们银河系的邻近星系仙女座为例,它与我们相距约250万光年。若以每秒一光年的速度,大约需要700小时方能抵达。

若航向更远的NGC 5457,距离我们约2100万光年,则需耗时约243天才能到达。2100万光年似乎遥远,但其实并不算什么。

想象一下,飞往百亿光年之外的星球,则需时大约32年。而我们所知的可观测宇宙直径约为465亿光年,到达其边界大概需要1500年。

更惊人的是,这只是我们可观测到的宇宙范围。由于宇宙的膨胀速度可能远超光速,其真实大小远比我们想象的要辽阔得多。

假如宇宙确实存在边界,并且这个边界在你超光速的前方,简单的算术告诉我们,终有一天你会触及那边界。但若宇宙的膨胀速度比你更快,那么你将永远无法触及那终点。你可能会目睹这样的奇景:一边是繁星闪烁,而另一边则是无尽的黑暗深渊。

人类在宇宙中的地位,就如同海洋中游弋的鱼,这条鱼永远无法触及海洋的尽头,因为海洋没有界线!

曾经我们局限于地球的“天圆地方”,之后发现太阳系;探索太阳系后,我们发现了银河系;再后来,我们发现了星系团、宇宙网……或许还有平行宇宙存在。

现代科学甚至暗示,宇宙可能是“有界无边”的,即宇宙存在一定的尺度,却没有边界。这意味着无论你以何等速度飞行,都无法逃脱宇宙的范围,更别提飞出宇宙了。

你所认为的超光速直线飞行,实际上可能是沿着四维时空的最短路径——“测地线”在移动。如果你能永无止境地飞行下去,最终将回到起点。

人类探寻宇宙的道路漫长而艰辛,宇宙也不会因我们而暂停脚步。虽然暗能量仍是天文学家的未解之谜,但如果暗能量持续驱动宇宙加速膨胀,使得膨胀速度超越了光速,那么宇宙中的一切将以光速离我们远去,我们将无法再目睹其他天体的光芒,可观测的宇宙范围将逐渐缩减。

这可能意味着,在未来的某个遥远时刻,我们将只能看见银河系,而其他星系将消失在我们的视线之外,真正的宇宙奥秘将永远被隐藏起来。

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简介:热衷于宇宙时空的探索