探讨一下旅行到宇宙边缘的可行性

探讨一下旅行到宇宙边缘的可行性

首页冒险解谜黑域生存更新时间:2024-07-28

浩渺宇宙,人类独居一隅,在这个安逸的太阳系里终其一生。

我有时候在想,人类真的很像大树底下的那窝蚂蚁,有恩怨、有争斗、有努力、有挫折,但也终究逃不出那颗大树底下的蚂蚁窝。人类几千年辉煌的历史,王朝兴替、浩浩荡荡,但也不过是宇宙间的一瞬。人类要发展,终究要走出地球这个安乐窝,即便不为其他的,房价这么高,买房的钱也够在火星上盖楼种菜了。

刘慈欣的小说《三体》也提到这个问题,在地球末日到来之际,地球文明有三条生存之路:掩体、黑域和光速飞船,其中只有光速飞船是真正的活路。其中掩体计划就是躲藏,黑域计划就是自废武功,而光速飞船计划才是走出去,事实证明,走出去的计划才是最好的计划。

当然,小说终归是小说,不能当真。但现实中也不乏这样的例子,大清帝国,强盛的时候那也是四海咸附,但是最终却被一万多人的八国乌合之众搞得鸡犬不宁,根本原因就是安逸时间久了,不愿意走出去。

所以,小编始终觉得,走向宇宙才是人类最终的归宿

上面说那么多,其实是想告诉大家讨论下面这个问题的必要性。

旅行到宇宙的边缘到底要多长时间呢?小编立志去宇宙边缘旅行一下,请大家跟随小编看看这个过程吧。

去哪里?

首先,我们要知道宇宙的边缘在哪里?否则上面的问题永远无法回答。

但是我们知道宇宙的边缘在哪里吗?我们根本不知道!

科学家对宇宙的构成分成两种观点,一种认为宇宙是有界无边的,就像人类之于地球,无论怎么走都走不出地球;另一种观点认为宇宙是无界无边的

但这两种观点都对小编的旅行影响不大,因为我们的旅行的目的地至少我们要能看到或观察到,也就是说必须在观测范围内(可见光、中微子或引力波都可以用来观测),这个范围就是可观测宇宙。这个观测范围多大呢?科学家通过宇宙阶梯法和微波背景辐射等方法测量的结果是大约460亿光年。也就是说,从地球向四面八方看的最远的宇宙就是460亿光年的距离。

460亿光年外是什么?谁都不知道,但是根据一般性原则,应该和可观测宇宙一样

所以,小编最终决定就去460亿光年的可观测宇宙边缘看看,接下来小编又遇到了下面的问题。

怎么去?

当然是乘坐宇宙飞船了,根据爱因斯坦老先生的规定,宇宙中所有物体运动速度都不得超过光速,也就是说小编的飞船最快也就是光速。

你以为光速真能达到?爱因斯坦说了,物体越接近光速,质量就越大,所需能量就越大,也就是说,达到光速所需能量将是无穷大。

虽然不能达到光速,但可以无限逼近光速(极限思想),所以假如我们科技足够发达,达到了99.99999%的光速,那么这也可以近似算作光速飞船了。

光速飞船的问题就这样凑合着解决了。

需要多长时间?

有了光速飞船,小编就要动身去460亿光年外了!

慢着,小编掐指一算,这光速飞船是要飞460亿年的节奏呀,小编虽然年纪轻轻怕也熬不住呀!

双胞胎悖论

BUT,爱因斯坦又说了,着急什么,你飞船是要飞460亿年,但你乘坐的飞船无限接近光速,根据相对论原理,你的飞船内部时间也会无限延长的,所以你在飞船里就可以深切体会“天上一天,地上千年”的奇妙体验。

这样说来,小编在一个无限接近光速的飞船里还是可以在有生之年飞完这460亿光年的距离。

宇宙膨胀示意图

小编又要动身,一个叫哈勃的美国人又对我说,别去了,你赶不上趟了,宇宙在一直膨胀,140亿年光年外的宇宙膨胀速度恐怕就已经超过光速了!

小编着急了,对哈勃说:“我不管,我就要去,凭什么宇宙可以超光速膨胀,而我的飞船就不能超过光速?!”

哈勃狠狠抽了一口烟,意味深长的说:“说来话长,我举个例子吧,假如你的飞船是河流中的一条鱼,它急着去上游见美丽的女鱼友,于是它奋力游泳,但是鱼在水中速度是有限制的(飞船速度也是有限制的——光速),而河水呢正以更快的速度向下游流去(宇宙膨胀的速度超过光速),所以这条鱼最终的结局必然是异地恋!”

听完这些,小编也要了一支烟抽了起来,想想也对,这飞船在宇宙空间里飞,遵从的是宇宙空间的法则——光速不可超越,但是宇宙膨胀的就是空间本身,当然不会遵从空间内部的法则。

这么说来,小编永远无法到达可观测宇宙的边缘了吗?小编陷入了沉思。

有没有其他方案?

曲率飞船原理图

小编猛抽了几口烟,突然一个声音响起,原来是墨西哥的物理学家明戈·阿尔库贝利(Miguel Alcubierre),他说,别着急,你的飞船不能超过光速,但是空间可以超光速,那你就让空间移动不就行了,就拿刚才小鱼的例子来说吧,鱼游的慢,水流快,那就在鱼周围创造一个局部水流,改变水流方向,鱼不就顺利往前了吗?

小编深以为然,但却发现这个方案简直比登天还难,让鱼改变水流需要的代价非常大,大到目前根本就是个理论。

鱼说:愚蠢的人类,别讨论我了,我会跳出水流向上游,你们跳一个试试。

小编想了半天,感觉如果和去宇宙边缘比,去火星反而感觉也不是很难的样子。

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