乘坐1秒1光年的曲速飞船,多久能到宇宙尽头?这个时间真等不起


乘坐1秒1光年的曲速飞船,多久能到宇宙尽头?这个时间真等不起
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宇宙非常大 , 仅仅我们太阳系所在的银河系 , 直径就有18万光年 , 即以每秒将近30万公里的光速 , 从银河系的一端穿越到另一端 , 将需要18万年的时间 。 而在银河系外面 , 还有距离极为遥远的其他星系 , 如果我们想要造访它们更是不可能 。
然而 , 爱因斯坦的狭义相对论甚至还限制了我们制造出光速飞船 , 因为有静质量的飞船不可能被加速到光速 。 不管怎样 , 人类还是想实现星际飞行 , 甚至是星系际飞行 , 从而去看看这个宇宙究竟有多大 。
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好在爱因斯坦的广义相对论给了我们希望 。 我们所知的物质要么质量为零 , 要么质量大于零 , 但宇宙中可能存在着一种质量为负的特殊物质 , 利用这种负质量的东西可以制造出极为特别的推进系统——曲速引擎 。
通过负质量 , 可以在曲速飞船周围制造出一种特殊的时空泡 , 飞船前部的空间被挤压 , 而后部的空间被扩张 。 利用这种空间弯曲效应 , 曲速飞船可以被空间拖着往前进 , 速度能够超过光速 。
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由于曲速飞船是利用了空间效应 , 它本身相对于所处的背景空间是正常速度 , 所以这种“超光速”飞行并没有违背相对论 。 不仅如此 , 这种超光速效应也不会带来时间膨胀的问题 。
倘若曲速飞船的曲速层级可以达到非常高 , 使得速度可达1秒1光年(9.46万亿公里) , 相当于光速的3156万倍 , 那么 , 这样的曲速飞船飞到宇宙的尽头要多久呢?
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对于每秒前进1光年的曲速飞船 , 只要1秒就能飞离太阳系 , 而旅行者1号需要大约1.8万年 。 只要不到半分钟的时间 , 曲速飞船就能到达25光年外的织女星 。 到达2.6万光年外的银河系中心 , 只要7.2小时 。
从银河系盘面的一端飞到另一端 , 曲速飞船只需50小时 , 飞出银河系轻而易举 。 飞到250万光年外的仙女座星系 , 也只用耗时29天 。 离开本星系群 , 到达本超星系团中心——5380万光年外的室女座星系团 , 所需的时间为1.7年 。
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目前看起来还不错 , 曲速飞船可以实现星系际飞行 , 轻松造访银河系附近的星系 。 然而 , 如果要继续飞得更远 , 即便是这么快的曲速飞船 , 速度也会渐渐开始显得不够快 。
穿过5.2亿光年的拉尼亚凯亚超星系团 , 曲速飞船将要耗时16.5年 。 飞到31.56亿光年外 , 所需时间将要达到100年 , 这已经耗尽了一个人的一生时间 。 而飞到100亿光年外 , 将要耗时317年 , 这是12代人的时间 。
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如果要到465亿光年外的可观测宇宙尽头 , 曲速飞船将要耗时1473年 。 要知道 , 这只是离开我们所能观测到的宇宙尽头 , 距离真正的宇宙边缘还远得很 , 我们所看不到的宇宙远远大于已知的宇宙 。
至于曲速飞船能否到达宇宙的尽头 , 就取决于宇宙的几何形状 。 宇宙空间整体有可能是平坦的 , 也有可能是马鞍形的 , 这两种宇宙都是开放式的 , 空间无限大 , 所以无论怎么飞 , 曲速飞船都不可能飞到尽头 。
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还有第三种可能性 , 空间整体是弯曲闭合的 。 虽然这样的宇宙大小是有限的 , 但没有边界 。 在这样的宇宙中 , 曲速飞船一直向前飞 , 最终也不会飞到尽头 , 而是会返回最初的位置 , 这就像飞机在地球上沿着同一个方向一直飞行一样 。
不管怎样 , 宇宙都是难以想象得大 , 即便每秒能走1光年 , 想要游遍整个宇宙是不可能的 。 真正能让我们转瞬间就能跨越巨大空间 , 前往遥远宇宙的东西是虫洞 , 这也是广义相对论的预言 。 同样地 , 造出大型虫洞也要借助于负质量 。
乘坐1秒1光年的曲速飞船,多久能到宇宙尽头?这个时间真等不起
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乘坐1秒1光年的曲速飞船,多久能到宇宙尽头?这个时间真等不起】虽然负质量难觅踪影 , 但负能量已经被找到 。 根据卡西米尔效应 , 两块在真空中的金属板具有除引力外的吸引力 , 这是因为真空不是空的 , 而是会出现量子涨落现象 , 使两个金属板之间出现负压效应 。 至于能否利用这种负能量 , 还需更多的实验探究 。