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根据爱因斯坦相对论,“光速”绝对是物质速度的上限。 然而,在很多科幻电影中,炫酷的超轻型飞机却让人着迷不已。
人类真的能飞得比光速还快吗? 如果我们能以每秒一光年的速度飞行,需要多长时间才能到达宇宙的边缘?
宇宙的边缘
你想知道,如果人类能够以超过光速的速度飞行,需要多长时间才能到达宇宙的边缘? 我们首先要弄清楚宇宙是否有边界,宇宙的边缘在哪里?
宇宙大爆炸起源理论认为,宇宙有“开始和结束”。 宇宙诞生之初,即138亿年前发生的“奇点”大爆炸。
它原本是一个不起眼的点,既没有空间,也没有时间一秒5000赞,但在达到极限之后,却爆发出了无穷的力量!
这个非凡的点瞬间爆发了时间、空间和物质。 然后源源不断的能量导致宇宙膨胀。
从那一刻起,宇宙从无到有。 宇宙中的能量也在日益增加,就像吹气球一样。 但就像一个不断膨胀的气球一样,能量总是被限制在一定的范围内。
因此,一些科学家一致认为宇宙将会终结。
但宇宙虽然有尽头,但却是“有限而无边”的。 爱因斯坦认为,从物理上讲,宇宙可以理解为时间和空间的总和。
尽管空间有限,但你永远无法像肥皂泡一样找到宇宙的边界。 所有天体和宇宙都在这个封闭的球状空间中运动。
这里的空间并不均匀,存在弯曲且封闭的引力场,因此宇宙既不与虚空相连,也不与其他物体相连。
所以即使有一个物体可以无限接近某个边缘,它也永远是够不到的。 这样,宇宙有边缘区域,但没有“边界”。 那么,宇宙有多大?
根据宇宙膨胀理论,虽然宇宙在138亿年前才诞生,但宇宙的直径远远超过这个数值,并且正在以超过光速的速度膨胀。
目前,科学家无法给出确切的数据,因为光速是我们信息传输的上限。 因此,即使宇宙深处有更遥远的星系发出宇宙微波辐射,我们也无法探测到。
对此,科学家根据现有的可观测数据,给出了对宇宙范围的粗略估计,即目前可观测宇宙的直径约为920亿光年。
从地球现在的宇宙坐标位置开始,大约需要460亿光年才能到达距离我们最近的宇宙边缘。
宇宙那么大,我真想去看看! 未来人类如何驾驶宇宙飞船到达宇宙边缘? 超光速真的遥不可及吗?
比光速飞行还快
如果我们的目标是站在宇宙的边缘,回望整个星辰大海。 看到这里的朋友希望动动手指。 长按点赞两秒,关注支持我。 让我们看看接下来会遇到什么障碍。 我们能实现我们的理想吗?
没错,就是速度。 生命只有一百年,能否实现超光速飞行将是人类探索更遥远星系的关键。
但事实上,别说超光速旅行,就算是光速飞行也仍然是我们遥不可及的。 我们常听到的超音速飞机,最高速度可达十倍音速,达到每小时2000公里。
帕克探测器是迄今为止飞行速度最快的航天器,最高速度可达每秒200公里!
这些数字看起来很快,但在每秒30万公里的光速面前,我们连百分之一都没有达到。 这给人类提出了前所未有的挑战——超光速飞行。 人类如何才能实现超光速飞行?
参考爱因斯坦的引力场理论,我们知道,当一个大天体深入宇宙空间,沉浸在宇宙物质的海洋中时,它会像一个铁球落在蹦床上,使周围的时空弯曲,使其看起来凹陷。
这时,空间的曲率产生了引力。 当物体接近这个凹弯曲时空时,它会围绕漩涡中心继续加速,就好像被吸入漩涡一样。
这就是科学家希望利用大质量天体周围空间的曲率来实现为飞行器加速的“曲率发动机”的想法。
有学者大胆提出黑洞可以吸收所有光线。 这表明它的引力非常强,而且它周围的空间一定非常弯曲,因此它可以成为发动机中心物体的候选者。
一个更具扩展性的想法是,未来甚至可以在此基础上加入空间折叠技术。 例如,突破虫洞等两个空间之间的桥梁,将有助于大大缩短跨越空间距离的时间。
到时候一秒5000赞,别说超越光速,或许将飞行器的速度提升到每秒一光年也不是不可能!
如果未来能够研制出速度为每秒一光年的超级飞行器,那么需要多长时间才能到达宇宙边缘?
跨越星辰
如果人类突破可以达到一秒一光年的航天器技术,那么驾驶这样的航天器需要多长时间才能飞到宇宙边缘呢?
我们先来说说一秒飞行一光年是什么概念? 众所周知,光速是每秒30万公里。 如果孙悟空每秒翻腾一云,那么大圣的飞行速度就是光子的六分之一。
一光年是光一年传播的距离,约为9.4万亿公里。 所以用筋斗云来比喻,如果一朵云每秒一朵,那么孙悟空就得不停地翻身5.5年,不吃不喝,才能穿越一光年之外!
这听起来很梦幻,但如果有一天我们能够达到每秒十亿光年的速度,那意味着什么?
根据太阳引力范围计算,太阳系的直径大约只有1.5-2光年。 所以在1-2秒之内,我们可以移动到太阳系中的任何行星。
4.2秒后,我们将突破太阳系,到达距离我们最近的星系——比邻星。
持续飞行不到10分钟,我们就能一睹开普勒22B的风采,看看那里是否真的存在高级生命。 然后经过参宿七和盾牌座UY等天体,一个小时后我们将到达银河系边缘。
大约一个月后,我们将穿过仙女座星系,进入我们本星系团的外层空间,该星系团包含了50多个星系。
未来一到几年,我们将在处女座超星系团中浏览不少于5000个与本星系团相似的星系团,其中包括神秘的M87星系。
十二年后,我们将穿越拥有十万多个星系的宇宙深空,回望辉煌的拉尼亚凯亚超星系团。
然后又是漫长的300年,我们才来到无仙-北冕长城,距离宇宙边缘还有近五分之四的距离。
1200年后,当我们以每秒一光年的速度到达当前可观测宇宙的边缘时,距离920亿光年!
那里可能有超过960亿光年的瓦砾。 到了这一步,我们不禁感叹宇宙的浩瀚。 宇宙之外有什么?
根据平行宇宙假说,可能还有另一个独立的个体宇宙与我们的世界同时存在,互不干扰。
或者也许什么都没有,只是寂静和黑暗中的一些亮点。 这些可能是大爆炸发生之前的云。
然而,科学家根据宇宙膨胀理论计算出,宇宙的膨胀速度可能超过光速。 而且这个速度并不是固定的,在各个空间方向上扩张的方向都是不同的。 因此,宇宙的边缘可能永远也到达不了!
这些幻想,只是我们对遥远星辰大海的向往。
而且,这里还有一个bug。 即传统物理学认为万有引力是由质量引起的,而光速之所以能成为目前的速度极限,是因为光子的质量为零。
但如果你想携带任何东西,这对于超轻型飞机来说可能是一个难以突破的极限。
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