原标题:一秒飞一光年,驾驶这样的飞船,多久能飞到宇宙边缘?
原标题:一秒飞一光年,驾驶这样的飞船,多久能飞到宇宙边缘?
上一篇文章中我们说到了宇宙的边界大小相关问题,虽然并不是那么具象透彻,但要严格地的来说的话,
宇宙是没有具体边界可言的。
不过只要界定范围,那么宇宙的大小就算已经超乎了人类的常规计算单位,也
可以有一个意义上的边界。
在这里,我们将它限定为人类可观测的宇宙空间。
宇宙到底有多大?可观测地宇宙是什么样子的?如果不考虑其他任何影响因素,乘
坐一秒一光年的宇宙飞船在太空中穿行
,那么大概多久可以到达宇宙边缘?
宇宙空间
“旅行者号”是如今飞离人类最远的人造探测器,其相对速度是每秒17公里,而自它离开地球之后,到现在已经过去了四十多年了,但依旧还没有飞出太阳系。
我们对
太阳系的大小定义
是什么呢?
一般而言,
太阳系最外部的行星所在的位置基本就可以当作太阳系的边缘所在,
但后来科学家发现了更远地柯伊伯带,那里还存在着更多的小天体,且同样以太阳为中心。
于是,
太阳系的的边缘被拉到了更加广阔而不那么具象的奥尔特云处,
直径为2光年的球形屏障。如果一旅行者号的正常飞行速度前进,那么要离开太阳系,就得用上3万年。
但是
宇宙空间是很大的,几乎没有边界。
太阳系之外还有银河系、超星系团和巨引源等,目前最大的空间就是
人类在宇宙中可观测的空间,也就是465亿光年之外。
然而这还并不是宇宙的最大空间边缘地带,只是人类目前已经观测不到更远的地方了。
那么如果要到达这些地方,人了需要多久呢?按照人类能够达到的常规速度来算的话,那大概就是没有尽头的一段时间吧!
速度
对人类而言,
宇宙中最大的速度是光速,其每秒钟就已经超过了30万公里。
我们一般将在这个速度看作是一切物体运动的上限,因为超光速活动的量子纠缠反应或者宇宙膨胀都是没有办法传递信息的,这当中自然也就包括物质。
在宇宙中,
只有光子能达到光速运动,
因为其静止质量无限趋近于零,只用小到也无限趋近于零的力就能实现它的光速前进。
这个理解来自爱因斯坦的狭义相对论,
物质运动质量和速度变化成正比增长的关系。
物质运动速度越快,质量也就越大,且超过一定的界限,质量会成集合倍速增长。
当速度达到光速的时候,物质本身的质量将会是无限大。但这个时候需要推动其活动的无限大的力已经不能满足了,所以
宇宙中不存在出光子以外的其它物质以光速前进。
而在理论上,
想要达到光速或者超过光速运动的物体,
最后只有一个结果,那就
被“解体”
。因为物体在其本身的运动方向上的长度会随运动速度的增加而缩短{计算公式:L=Lo* √(1-v^2/c^2)},不用等物质的速度达到光速,它可能就已经被完全解体了。当然,宇宙的膨胀速度除外,它是星际之间的超光速远离。
那么如果可以制造每秒1光年的宇宙飞船,驾驶着它在太空中穿梭,理论上大概多久能飞到宇宙边缘?
飞越宇宙空间
目前人类最快的探测器在太空飞行的速度大约是200公里每一秒,
一光年的距离也要飞行1500年左右才能到达。那么当我们的飞船可以达到光速,也就是39万公里每秒的时候,要飞多久才能穿越宇宙?
不考虑其它任何因素,
一秒钟后,
我们就已经在太阳系边缘地带,
正和奥尔特云面面相觑。
到达距离地球最近、科幻片中出镜率最高的
比邻星——半人马座,只需要4.22秒钟,
也就够我们两三次呼吸的时间。
然后我们会在
一个小时之内经过天狼星、螺旋星云和猎户星座等。再过一个小时,就会遇见“创生之柱”
,这个第一眼看上去就像是共工在不周山打断的天柱。
再之后,如果是从早上出发,那么我们就会在第二天的休息时间到来之前
(约33个小时)到达银河系边缘,
2000多亿颗发光的恒星就在眼前闪烁,可谓相当壮观。但要不是这只是理论意义上的星际飞行,这里无数高频的致命射线于宇宙辐射就足以将飞船和其携带的所有物质全数瓦解。
度过一个闰年2月份的时间,我们就抵达了仙女星系,
这个在科学家的计算中,于40亿年之后就会和银河系相撞的比邻星系。它的规模远比银河系还要庞大,光是恒星体系就已经是银河系的5倍不止,直径更是长达22万亿光年。
要穿越更大的空间,就得再等大约三个月左右,
直到飞行第115天,就能看到本星系群的大致样貌。
这个时候如果没有把握好方位和详细的地图标志,可能我们连银河系都看不见。
然后还有
巨引源、拉尼亚凯亚超星系团和双鱼-鲸鱼座复合体,
宇宙的模样变化会带给我们很大的冲击,从满天星空到类似于羽毛的浮动,再到像是人类大脑神经网络一样的宇宙构成部分,会让我们感到人类真的无比的渺小,这个时候也已经过去了31年。
直到坚持飞行了1458年之后
,可能是我们的曾·不知道第几代·孙,
就能来到人类可观测的太阳系边缘。
如果有心再继续远行,那么在宇宙中也已经没有什么参考空间了。
可以开个脑洞,说不定在这一段漫长的旅行路上,还真能寻找到另一个地球呢?那又会不会被爱因斯坦说中,另一个地球就是另一个时空?只是时间不一样,会不会存在另一个“我”?
宇宙穿梭这个想法很美,但是宇宙中对速度的限制也始终存在,只是偶尔天马行空地想象总不过分。
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