08.14 旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

浩渺宇宙,人類獨居一隅,在這個安逸的太陽系裡終其一生。

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

我有時候在想,人類真的很像大樹底下的那窩螞蟻,有恩怨、有爭鬥、有努力、有挫折,但也終究逃不出那顆大樹底下的螞蟻窩。人類幾千年輝煌的歷史,王朝興替、浩浩蕩蕩,但也不過是宇宙間的一瞬。人類要發展,終究要走出地球這個安樂窩,即便不為其他的,房價這麼高,買房的錢也夠在火星上蓋樓種菜了。

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

劉慈欣的小說《三體》也提到這個問題,在地球末日到來之際,地球文明有三條生存之路:掩體、黑域和光速飛船,其中只有光速飛船是真正的活路。其中掩體計劃就是躲藏,黑域計劃就是自廢武功,而光速飛船計劃才是走出去,事實證明,走出去的計劃才是最好的計劃。

當然,小說終歸是小說,不能當真。但現實中也不乏這樣的例子,大清帝國,強盛的時候那也是四海鹹附,但是最終卻被一萬多人的八國烏合之眾搞得雞犬不寧,根本原因就是安逸時間久了,不願意走出去。

所以,小編始終覺得,走向宇宙才是人類最終的歸宿

上面說那麼多,其實是想告訴大家討論下面這個問題的必要性。

旅行到宇宙的邊緣到底要多長時間呢?小編立志去宇宙邊緣旅行一下,請大家跟隨小編看看這個過程吧。

去哪裡?

首先,我們要知道宇宙的邊緣在哪裡?否則上面的問題永遠無法回答。

但是我們知道宇宙的邊緣在哪裡嗎?我們根本不知道!

科學家對宇宙的構成分成兩種觀點,一種認為宇宙是有界無邊的,就像人類之於地球,無論怎麼走都走不出地球;

另一種觀點認為宇宙是無界無邊的

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

但這兩種觀點都對小編的旅行影響不大,因為我們的旅行的目的地至少我們要能看到或觀察到,也就是說必須在觀測範圍內(可見光、中微子或引力波都可以用來觀測),這個範圍就是可觀測宇宙。這個觀測範圍多大呢?科學家通過宇宙階梯法和微波背景輻射等方法測量的結果是

大約460億光年。也就是說,從地球向四面八方看的最遠的宇宙就是460億光年的距離。

460億光年外是什麼?誰都不知道,但是根據一般性原則,應該和可觀測宇宙一樣

所以,小編最終決定就去460億光年的可觀測宇宙邊緣看看,接下來小編又遇到了下面的問題。

怎麼去?

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

當然是乘坐宇宙飛船了,根據愛因斯坦老先生的規定,宇宙中所有物體運動速度都不得超過光速,也就是說小編的飛船最快也就是光速。

你以為光速真能達到?愛因斯坦說了,物體越接近光速,質量就越大,所需能量就越大,也就是說,達到光速所需能量將是無窮大。

雖然不能達到光速,但可以無限逼近光速(極限思想),所以假如我們科技足夠發達,達到了99.99999%的光速,那麼這也可以近似算作光速飛船了。

光速飛船的問題就這樣湊合著解決了。

需要多長時間?

有了光速飛船,小編就要動身去460億光年外了!

慢著,小編掐指一算,這光速飛船是要飛460億年的節奏呀,小編雖然年紀輕輕怕也熬不住呀!

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

雙胞胎悖論

BUT,愛因斯坦又說了,著急什麼,你飛船是要飛460億年,但你乘坐的飛船無限接近光速,根據相對論原理,你的飛船內部時間也會無限延長的,所以你在飛船裡就可以深切體會“天上一天,地上千年”的奇妙體驗。

這樣說來,小編在一個無限接近光速的飛船裡還是可以在有生之年飛完這460億光年的距離。

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宇宙膨脹示意圖

小編又要動身,一個叫哈勃的美國人又對我說,別去了,你趕不上趟了,宇宙在一直膨脹,140億年光年外的宇宙膨脹速度恐怕就已經超過光速了!

小編著急了,對哈勃說:“我不管,我就要去,憑什麼宇宙可以超光速膨脹,而我的飛船就不能超過光速?!”

哈勃狠狠抽了一口煙,意味深長的說:“說來話長,我舉個例子吧,假如你的飛船是河流中的一條魚,它急著去上游見美麗的女魚友,於是它奮力游泳,但是魚在水中速度是有限制的(飛船速度也是有限制的——光速),而河水呢正以更快的速度向下遊流去(宇宙膨脹的速度超過光速),所以這條魚最終的結局必然是異地戀!”

聽完這些,小編也要了一支菸抽了起來,想想也對,這飛船在宇宙空間裡飛,遵從的是宇宙空間的法則——光速不可超越,但是宇宙膨脹的就是空間本身,當然不會遵從空間內部的法則。

這麼說來,小編永遠無法到達可觀測宇宙的邊緣了嗎?小編陷入了沉思。

有沒有其他方案?

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

曲率飛船原理圖

小編猛抽了幾口煙,突然一個聲音響起,原來是墨西哥的物理學家明戈·阿爾庫貝利(Miguel Alcubierre),他說,彆著急,你的飛船不能超過光速,但是空間可以超光速,那你就讓空間移動不就行了,就拿剛才小魚的例子來說吧,魚遊的慢,水流快,那就在魚周圍創造一個局部水流,改變水流方向,魚不就順利往前了嗎?

小編深以為然,但卻發現這個方案簡直比登天還難,讓魚改變水流需要的代價非常大,大到目前根本就是個理論。

魚說:愚蠢的人類,別討論我了,我會跳出水流向上游,你們跳一個試試。

旅行到宇宙的邊緣到底要多久?

小編想了半天,感覺如果和去宇宙邊緣比,去火星反而感覺也不是很難的樣子。

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