到达宇宙边界要多久?

游者摄影


拿出一个手电筒,照出一束光线,如果前面毫无遮挡的话,那束光线还会回来的;就像人们徒步走在地球表面,你无论沿着哪个方向走,走多久,都不会走到所谓的尽头、边界。

我们的宇宙恰好可能就是如此,那么,既然宇宙没有边界,又何来到达宇宙边界要多久呢?

如今,人类可以观测到的宇宙直径是930亿光年,半径为465亿光年,可观测宇宙是以观察者为中心的,那么,人类的可观测宇宙就是以地球为中心的,半径为465亿光年的三维空间球体。

外星人的可观测宇宙就是以外星人的母星为中心,半径就要看外星人的科技水平了。

假设在465亿光年之外有一个恒星,它发出去的光线永远也无法到达地球这里,那颗恒星对于我们人类来讲,没有意义,事实上,所有在这个三维空间之外的所有的一切,都与人类没有关系。

如果想要回答这个问题,就必须定义一个边界,那好,就定义从地球出发,旅行到可观测宇宙边缘,这里就是“边界”。

要多久可以到达,旅途:465亿光年,这个距离,第一眼看上去,直观上的感觉是什么呢?

要我来说,就是永远也无法到达,穷尽种族的一生,也无法旅行到宇宙“边界”。很大可能上,人类未来的活动范围对于已知宇宙来说是很有限的,对于宇宙来说很有限,但对于人类来说就是无限了。

当然,若是科幻小说中的那一套可以实现的话,另当别论,也许,几个跳跃、几个跃迁、几个穿梭就到了宇宙的“边界”呢。


一枚游戏科幻迷


要想知道到达宇宙边界需要多久(假设宇宙边界是存在的话),我们需要知道宇宙边界距离地球的长度以及我们进行宇宙航行的速度。当然如果速度太慢,花的时间肯定可以很长很长。速度越快到达边界的时间就会越短。但是速度是有上限的,就是光速。不考虑具体的技术因素,假设我们可以以光速前进的话,航行一光年的距离便需要 一年的时间。那么我们就只需要确定地球距离宇宙边界的距离就可以了。接下来就让我们估计一下。

网上有一个传播已久的宇宙学视频,当你第一次看到是都会被震惊,即使是第二次第三次看还是会无比地震撼。这个视频描述了宇宙中一些典型天体的大小以及一些星系的大小、星系与星系之间的距离。月亮的直径是3500km,水星的直径是5000km,木星的最大卫星是5500km,火星是7000km,金星是12500km,地球直径13000km,开普勒 10c是31000km,海王星50千千米,海王星51千千米,土星123千千米,2MASS J0523-1403(一颗红矮星)125千千米,木星150千千米,HD 1000546 b(目前发现的最大的行星)900千千米,太阳(黄矮星阶段)1400千千米,天狼星A 2500千千米,北河三(橙巨星)12800千千米,大角星(橙巨星)36000千千米,毕宿五(橙巨星)64000千千米,参宿七(蓝超巨星)九万千千米,手枪星(蓝特超巨星)44万千千米,心宿二(红超巨星)125万千千米,参宿四(红超巨星)155万千千米,大犬座VY(红特超巨星)200万千千米,盾牌座UV(红超巨星)250万千千米,然后这个距离再大10倍多就达到了一光天的距离,就是光在一天走过的距离。也就是说我们即使以光速前行,现在也只是达到了一颗比较大的恒星的尺度的十倍。这个单位再扩展365倍,便是我们常常见到的1光年的单位。

我们所在的银河系有几千亿颗恒星,几乎所有都拥有至少一颗行星。银河系的尺度是多大呢?达到了十万光年!我们的太阳系需要2.2亿年才能绕银河系一周。距离我们比较近的星系——仙女座星系,和我们的距离是2500千光年,在几十亿年后会和银河系融合。

我们的银河系处在一个叫“拉尼亚凯亚”的超星系团之中,这个超星系团包含了10万个星系,这个时候我们不得不以10亿光年作为距离的基本单位。人类目前观测到的宇宙网中包含了数十亿的星系,尺度达到了73亿光年!再大一点就到了人类目前可以探测到的宇宙大爆炸的余波的范围,大概是130多亿光年,这就是人类目前已知的宇宙。

所以单从人类目前已知的宇宙而言,到达宇宙的边界就至少需要130亿年,而且必须以光速运行!

这个尺度用图表示出来大概就是下面这个样子。图中的每一个点就是一个星系,星系中的一个点 可以认为就是太阳系,而地球只不过是太阳系中的一个质量占比不到百分之零点一的一颗小小行星。

还要注意,以上得到的137亿年并没有考虑到已知宇宙的膨胀,而且即使达到目前的宇宙边界,会不会还会有其它遵循不同物理规则的宇宙?即多宇宙理论!

所以,不必太去纠结达到宇宙边界需要多久。就像三体中说的那样,给岁月以文明,而不是给文明以岁月。说不定以后我们会发现,虫洞真的存在,我们可以利用虫洞进行时空穿越,很方便地就可以达到宇宙的另一端呢?


量子驿站


干脆点回答,永远达不到。就是你活一万亿亿岁,乘坐光速飞船飞了1万亿亿年,也到不了宇宙边界。

因为宇宙是有界无边,宇宙到处都是中心,你从那里看,这个可观测宇宙都是465亿光年半径,你永远的飞下去,不管你飞多久,前面还是465亿光年。

现在科学界的基本认识是宇宙诞生于138亿年前的一个0维奇点的大爆炸,由于宇宙的暴涨超过光速,现在可观测宇宙范围达到了半径465亿光年。这就是宇宙的年龄和界限。

虽然宇宙也有始有终,标准宇宙模型像一个鸡蛋,是有界限范围的,但你不要以为这个蛋就有壳了,只要无限的飞下去总有一天能够飞到壳处,撞破了壳就出了这个宇宙。

不幸或者幸运的是,你出生在这个三维空间,是这个四维时空的玩意(爱因斯坦把我们的宇宙加上时间维度称为四维时空),这个玩意就要服从这个时空的规律。

大爆炸之前的奇点有无限的曲率,使全部的时空都被包裹在奇点之内,任何玩意也出不了这个奇点。现在依然是这样,这个奇点膨胀到了930亿光年的直径,时空曲率在这个蛋壳内依然是无限的,全部包裹在蛋壳之内,你就永远也到不了这个蛋壳边。

因为所有的时空都包裹在宇宙蛋中,宇宙外没有时空,你这个四维时空的玩意怎么能到达边缘呢?怎么能够幻想脱颖而出呢。

就像一个人在地球上走(不包括乘火箭上天),你就永远也脱离不了地球。

你旋转一圈看着远方,天边都是一样远,以为地平线隐入天际处就是地球的边缘,结果你一直走下去,看到的还是地平线,最终走回了原点。

宇宙也是这样,不过在宇宙中,地球就连我们看到的空气中一个灰尘都算不上,因此在宇宙中就不光是走,而是你不管用什么法子也无法走出去。

所以最主要的原因就是时空曲率只能把你包裹在这里,宇宙没有边缘,你怎么能够到达宇宙边缘呢?当然还有什么宇宙不断的膨胀,任何飞船都无法达到光速等等理由,但这些都是次要的。

这就是时空通讯的观点,欢迎点赞或拍砖。


时空通讯


根据现有的观测结果,宇宙很有可能是有限无界,也有可能无限无界。如果是有限无界,这种情况就像地球的表面,无论朝着哪个方向前进,最终都会重新回到出发点。如果是无限无界,无论朝着哪个方向前进,最终都不可能到达宇宙的边缘。抛开宇宙的边界不谈,即便我们能够乘坐接近光速的宇宙飞船在太空中飞行,也无法飞到一些距离足够远的遥远星系,这是因为宇宙空间正在快速扩张。

可观测宇宙的大小随着空间扩张而不断变大,这就导致宇宙中的星系正在互相远离。想象一下,在银河系和遥远星系之间的空间不断膨胀,使得这两个星系之间的距离变得越来越远,这意味着它们正在互相远离。如果距离越远,空间在单位时间内扩张越多,则远离速度越快。那么,空间膨胀的速度有快呢?

根据现有的数据,如果星系之间的距离增加326万光年(1百万秒差距),星系的远离速度增加70千米/秒。如果有个星系距离我们140亿光年,那么,这个星系远离我们而去的速度为30万千米/秒,即大于光速。如果星系距离我们280亿光年,则它的退行速度可以达到光速的两倍。根据相对论,有质量的运动物体都不能达到光速,光速是运动速度的极限,但星系退行速度超过光速是由空间膨胀所致。就目前而言,可观测宇宙的半径为465亿光年。因此,即便我们能够乘坐接近光速的宇宙飞船飞向距离我们140亿光年之外的星系,我们永远也不会追上它们。并且随着空间的扩张,宇宙飞船与遥远星系的距离还会变得越来越远。


火星一号


很遗憾,即使以光速前进,也到不了宇宙的边界。


为什么呢?

因为宇宙没有中心,当然也没有边界

小明站在地球上,看到远方的地平线,感觉那里像是大地的边界。那么给小明一个跑得很快的车、船或者飞机,他能跑到地平线上去么?

我们都知道,即使小明盯住地平线上的一座山,那么等他跑过去,爬到山顶,他会发现,地平线正在远方朝他招手呢。

永远在远方向你招手的地平线,图片来自pxhere


更何况,宇宙还在膨胀。

这就好像,不仅地平线可望不可即,连盯住的那座山,都在远离小明

而且宇宙膨胀造成的这种远离,是可以”超光速“的。

怎么个超光速法呢?

离我们3.3光年远的天体,由于宇宙膨胀带来的远离速度是0.00007公里每秒,这个速度比人走路的速度(大概是0.001公里每秒)还要慢很多。

对于银河系另一头的天体(离我们大概10万光年远),宇宙膨胀带来的远离速度大约2.1公里每秒,相比之下,我们的太阳正在以220公里每秒的速度绕银河系中心运动。

遥远天体因为宇宙膨胀而远离我们的速度可用哈勃定律计算出来,图片来自oswego.edu


当我们出了银河系,到了更广阔的宇宙中,因为距离大大增加了,远离速度也大大增加了。

如果是离我们约140亿光年远的天体,宇宙膨胀会让它们以光速远离我们。至于更远的天体,当然就超光速远离了。所以,

如果我们现在出发,即使坐光速飞船去追它们,也没法追上的。


可能有人要问,为啥那些天体能超光速远离,我们的飞船却要受到光速的限制呢?

这是因为飞船是在空间中飞行的,所以飞行速度会受到光速的限制。

宇宙膨胀造成的远离是另外一回事,那些遥远的天体和我们其实都没有动

,而是两者之间的宇宙空间膨胀了,所以这种膨胀是不受光速限制的。


也可能有人要问,这个140亿光年为啥比宇宙半径那个460亿光年要小呢?

因为这里的宇宙指的是“可观测宇宙”,离我们140亿光年远的那些天体虽然现在发出的光我们看不到了,但是它们过去的远离速度要比光速小,发出来的光是可以到达我们的,所以它们也算在“可观测宇宙”的范围内。


所以宇宙边界并不存在,无法到达,也就谈不上要多久了。幸运的是,虽然到不了宇宙边界,但是我们能达到自己的目标,只要这目标设定得合适,既不像地平线那样可望不可即,也不是以光速远离的。


如果您有感想,请留言多指教。


乔小海


现代宇宙学和现代物理学都证明,宇宙是有限而无边的。宇宙是时间空间和物质的总和。

宇宙是由大爆炸产生的,宇宙的膨胀遵守哈勃定律,也就是说,宇宙自诞生以来,以难以置信的速度在膨胀,而且,距离我们越远的星球,飞离地球的速度越大。而支持宇宙极速膨胀的能量是至今仍没有发现的暗能量,爱因斯坦在1916年发表的广义相对论中,就推算出暗能量在驱使着宇宙的膨胀。 据推测,宇宙的半径约465亿光年,如果你以光速朝宇宙边界飞行,至少需要465亿光年,才能到达宇宙现在的最外缘的位置。等你真的花465亿年,到达那里时,那里已经不是宇宙的最外缘了!因为宇宙时时刻刻都在以难以想象的速率在膨胀。因为宇宙的膨胀速率是无法想象的,几乎到了最外缘无法确定的地步,所以说,虽然宇宙是有限而无边的,但是其外缘是不确定的。

我们可以把极速膨胀的宇宙形象地比作快速吹涨的气球。假如气球膨胀的速度无限大,一个飞虫永远也飞不到气球的壁上,因为飞虫的速度永远赶不上气球膨胀的速率。

总之,一是物体飞行的速度永远超不过宇宙膨胀的速度,二是宇宙虽然是有限而无边的,但是宇宙的有限性几乎无法确定,因为宇宙的膨胀速度太大了,在刚要确定时,宇宙又膨胀了!三是宇宙是没有边界的。

所以说,我们的飞行速度无论多大,即使超过了光速(实际是不可能的),也无法到达宇宙的边界。


赛翁


那么若是宇宙是有限的是否我们就能够到达边界呢?其实也不能。一个重要的原因就是,目前的物理学理论认为,我们的宇宙很可能是有限而无界的。“有限而无界”这个听起来有些矛盾,大家不好理解。以二维空间为例,假如一张A4纸是我们的宇宙,那么它的大小自然是有限的,而且我们从纸的一个位置出发,沿某个方向持续移动,自然能够到达这张纸的边界。但是若是这张纸围成了一个球形,那么虽然这张纸的大小仍然是有限的,但却没有边界。

我们目前所处的是三维空间,所以这样一个有限而无界的宇宙无法想象。但是若是我们在宇宙中沿一个方向持续运动,很可能在经历漫长的时间后回到原点。


看风景的蜗牛君


到达宇宙边界要多久?

如果要到达宇宙边缘的话,首先要假定能到达边缘,因为有一些理论认为宇宙是没有边际的,有着无限的大小,如果是这样的话似乎无论用什么方式都无法到达边缘,因此我们必须用一个大家都比较任何的大小来假定宇宙的大小,比如现在比较流行的930亿光年?

从太阳系到整个宇宙的大小,现在认为宇宙大约有930亿光年,有了大小的话就可以计算啦....首先极端一点,把朕的光速飞船拉出来SHOW给大家看看

假如偶乘坐光速飞船到达930亿光年外的宇宙边缘的话,可以在飞船里放个定时的秒表....那么当我们到达宇宙边缘时您会发现这个秒表似乎都还没开始计时!仍然处在0:00:00的位置,这是为何呢?因为光速飞船内时间处于停滞状态,无论去哪里,有多远,对于飞船内的人员来说不需要时间!

但我们行经过的距离可远远不止930亿光年,因为以观测者的角度看来我们已经过去了930亿光年,那么宇宙过了930亿年早已膨胀到了更为遥远的地方,但也许我们永远都追不上宇宙膨胀的速度!换句话说观测者看来,我们永远都到不了宇宙边缘!

当然我们造不出光速飞船,那么如果我们用现在最快的飞船30千米/S的速度航向宇宙边缘的话要多久呢?

这个速度为光速的1%%,那么假定宇宙不膨胀了,就停留在那里等着我们,来计算下:

Y=930亿光年/1%%=930万亿年,好久哦,也许到达宇宙边缘的时候甚至黑洞都已经蒸发完了........

您选哪个?宇宙太大,赚钱太难,工作太累......某人还是打算洗洗睡了吧!


星辰大海路上的种花家


想要知道到达宇宙边界要多久,那你得知道宇宙有多大。


以前乃至于现在的很多人,对于宇宙都是相当模糊的,甚至前不久我问一个朋友,你知道太阳有多大吗?他的回答让我差点嗝屁了。他说书上讲很大吧,和月球差不多,是地球的几倍。

我没说什么,只说了一个词语。就是傻A和傻C中间那个。

好了,言归正传。来聊聊宇宙有多大,这么来和大家简单说下,你能否想象出宇宙有多大,举个例子,就单单我们所处的银河系(这里说一点,我们的太阳系也是银河系里的一个小星系)。每秒绕地球七圈半的光,从这一头到那一头需要16万年。


像我们太阳这种恒星,它包含有最少1000亿颗。科学推测计算在1000亿到4000亿之间,像我们地球这种行星,数量就不要提,无法推测。最少上万亿数量。

能看到这里的朋友,如果你对天文不怎么爱好,可能会说我瞎写,也可能你会比较吃惊,不急,如果你吃惊了,后面的你会觉得不可思议。

哪怕这样大的银河系。在宇宙中,它是微不足道的。因为可观测的宇宙中,这样的星系多达1500亿个。



到目前为止,人类可观测的宇宙直径达到137亿光年。也就是光从这一端飞到那端需要137亿年。这还不算科学家推测的宇宙膨胀直径920亿光年。

作为宇宙最快的光,飞到宇宙边缘都需要两个半的地球岁月(地球年龄约50亿岁)。其它的都是瞎扯。


让你能够一直保持每秒30万千米的速度(光速),也要你能活137亿年才可能。


良良引力波


永远都达不到!

按照宇宙大爆炸理论解释,我们的宇宙并不是无限的,而是“有限无边”的,意思就是说,宇宙虽然有限,但无论如何你找不到边界在哪里。而且宇宙一直在加速膨胀,速度远超光速,所以即使你以光速飞行而且存在所谓的宇宙边界,你无论如何也到达不了那里!

事实上即使你的速度能达到远超光速,甚至超过宇宙膨胀速度,你也到达不了宇宙的边界(假设存在)为什么这样说呢?

我们所处的宇宙时空结构并不是平直的,而是具有弹性可以伸缩的,这意味着你自己感觉好像一直向前飞,但事实上你是在沿着时空的曲线在飞行,即使你能永生,永远地飞下去,最终也逃脱不了时空的界限,并且有一定几率回到你出发的地方!

这种情况有点类似在地球上你沿着一个方向一直走下去,你觉得是一条直线,事实上是沿着地表的曲线在走,你永远也走不出地球!

所以说,无论如何你都到不了宇宙所谓的“边界”,时空的曲率结构注定了这一切。不过一种让人匪夷所思的天体或许能够做到,甚至能够“穿越”宇宙的“边界”,到达另外一个宇宙,这种天体就是黑洞,它可以把时空结构拉伸到极限,甚至撕裂时空!


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