光速1秒30万千米,在宇宙中有多慢?或是人类离不开太阳系的原因

解析冷知识 2024-07-15 14:18:33

光速一直被人们认为是最快的速度,并且光速也是目前我们大家已知的宇宙无敌极限速度。

按照爱因斯坦的相对论来看,因为现实中的东西都有静止质量,所以我们人类穷极一生也无法超越光速。

【爱因斯坦】

所以,虽然“光速”这个词儿在人们的生活中非常常见,但其对于人类的来说仍旧非常重大和神秘,各种科幻文学作品中,基本都会存在有关光速的探讨。

而许多穿越时空的奇幻类文学作品,也会把“光速”视为穿越的第一要义。

在真空中,光子的速度每秒能传播30万千米,也就是说在一秒钟的时间里,光子就能绕地球7.5圈。

【光速】

这个速度对于人类来说遥不可及,但对于宇宙来说,却比蜗牛还慢。而人类连超越光速都做不到,这或许正是人类离不开太阳系的原因?

宇宙和光速

按照目前的科学理论来说,宇宙的尺寸达到了930亿光年,简单来说就是一束光子想要从宇宙的一头跑到宇宙的另一头,都要花费931亿年,而地球都才诞生40多亿年。

再比如我们常常能见到的太阳,看起来就挂在天空中,和人类的距离很近,但实际上太阳发出的光芒要照射到地球表面需要8分20秒,所以许多人都说我们晒到了太阳光都不是“实时的”。

【太阳和太阳系中其他行星的距离】

而地球还不是太阳系行星中接收光照最慢的星球,就像冥王星,享受到的阳光全都是约6个小时前从太阳出发的。

这样看来,光速似乎在宇宙中真的变慢了,但其实只是参照物不同而已。

如果还是用人类的事物来进行参照,我们便又会觉得光速非常快。

比如按照目前人类的科技水平来说,我们往火星发射的探测器从地球出发,一般需要半年的时间才能到达火星。

但如果探测器能以光速前进,那么它也只需要22分钟的时间便能到达火星表面。

仍然在不断膨胀的宇宙

我们还可以再看看银河系旁边的仙女座星系。

如果以光速前往仙女座星系,我们需要大约254万年。

而仙女座星系又在向2亿光年外的一个巨大引力中心——“巨引源”移动,按照距离估算,仙女座星系大约需要2亿年才能到达巨引源,但是实际时间将会花费更多。

【仙女座星系】

这是因为宇宙仍旧在向四周不断膨胀,引力源的位置也在不断变化。

宇宙膨胀的速度是远大于光速的,所以相对宇宙来说,光速确实很缓慢。

而且按照这样的条件来看,人类可能永远都无法离开太阳系。

离不开的太阳系

太阳系是一个以太阳为中心的巨大引力系统,它的范围边缘也不是海王星。

按照“只要处于太阳引力内的范围都属于太阳系”这一定义,目前人类能观测到的太阳系最远天体是“奥尔特星云”,而奥尔特星云就是阻挡人类的一个超大门槛。

【神秘的奥尔特星云】

其次,太阳系里除了我们所熟知的八大行星以外,还有500多个卫星以及超过120万个小行星,而这些小行星的位置,我们并没有完全掌握。

离地球最远的小行星具体在什么坐标上,我们也无法估算,更何谈要逃离太阳系呢?

还有一点,宇宙就是真空状态,但实际上太空中还存在着许多物质,我们常说的“太阳风”就是这些未知物质的携带者,而在太阳系的每个行星之间都会有太阳风存在。

【太阳风】

这意味着每当太阳风暴出现时,这些太阳风就会对无线通讯造成巨大影响,甚至会让仪器直接失灵,这对人类发射到太空中的各种飞行器的打击是致命的。

这样来看,人类离开太阳系还遥遥无期。

人类对太阳系的探索

美国作为地球上航天起步最早的国家之一,早在1972年和1973年,就先后发射过两个探测器,也就是先驱者10号和先驱者11号。按照美国的设定,他们的任务就是探测太阳系的边缘。

【先驱者10号】

太阳系虽然只是宇宙中一个不起眼的小点,但对于人类来说还是太过浩瀚了。

这两个探测器,最后又因为动力不足和地球失去了联系,最后也只留下了对土星和木星的探测结果。

1977年,美国又发射了旅行者1号和旅行者2号,它们的任务同样是探索太阳系边界,而“旅行者”比前面两个“先驱”飞得更远他探测了木星,又发回了土星的照片,还在1989年,待人类见识到了海王星。

【海王星】

目前旅行者1号已经飞出了太阳风的边界,但仍旧没有走出太阳系。

按照科学家们的估算,它们飞到太阳系之外还需要4万多年。而且就算我们的科技比现在发达20倍,造出的探测器想要离开太阳系也要400余年。

总结

人类想要在宇宙中实现星际旅行,光依靠我们现有的速度,最多也就在地球周围转转,想要载人穿越各种星系是不可能实现的。

哪怕我们的速度可以无限接近于光速,但光速对于宇宙来说还是太慢了,人类的寿命在宇宙中不过是弹指一挥间,人类也实在太过渺小了。

【虫洞的概念图】

或许要等到虫洞等理论实现,我们才有可能跨越星系,探索更广阔的宇宙。

参考资料:

【1】宇宙中有没有可能:有的地方光速快,而有的地方光速慢?·人民资讯

【2】想实现光速旅行,这些方法都没戏·科技日报

【3】为什么没有东西能够超过光速?超光速旅行依然遥不可及·科幻世界杂志社

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