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乘坐1秒1光年的曲速飛船,多久能到宇宙盡頭?這個時間真等不起!

宇宙非常大, 僅僅我們太陽系所在的銀河系, 直徑就有18萬光年, 即以每秒將近30萬公里的光速, 從銀河系的一端穿越到另一端,

將需要18萬年的時間。 而在銀河系外面, 還有距離極為遙遠的其他星系, 如果我們想要造訪它們更是不可能。

然而, 愛因斯坦的狹義相對論甚至還限制了我們製造出光速飛船, 因為有靜質量的飛船不可能被加速到光速。 不管怎樣, 人類還是想實現星際飛行, 甚至是星系際飛行, 從而去看看這個宇宙究竟有多大。

好在愛因斯坦的廣義相對論給了我們希望。 我們所知的物質要麼質量為零, 要麼質量大于零, 但宇宙中可能存在著一種質量為負的特殊物質, 利用這種負質量的東西可以製造出極為特別的推進系統——曲速引擎。

通過負質量, 可以在曲速飛船周圍製造出一種特殊的時空泡, 飛船前部的空間被擠壓, 而後部的空間被擴張。 利用這種空間彎曲效應, 曲速飛船可以被空間拖著往前進, 速度能夠超過光速。

由于曲速飛船是利用了空間效應, 它本身相對于所處的背景空間是正常速度, 所以這種「超光速」飛行並沒有違背相對論。 不僅如此, 這種超光速效應也不會帶來時間膨脹的問題。

倘若曲速飛船的曲速層級可以達到非常高, 使得速度可達1秒1光年(9.46萬億公里), 相當于光速的3156萬倍, 那麼, 這樣的曲速飛船飛到宇宙的盡頭要多久呢?

對于每秒前進1光年的曲速飛船, 只要1秒就能飛離太陽系, 而旅行者1號需要大約1.8萬年。 只要不到半分鐘的時間, 曲速飛船就能到達25光年外的織女星。 到達2.6萬光年外的銀河系中心, 只要7.2小時。

從銀河系盤面的一端飛到另一端, 曲速飛船隻需50小時, 飛出銀河系輕而易舉。 飛到250萬光年外的仙女座星系, 也只用耗時29天。 離開本星系群, 到達本超星系團中心——5380萬光年外的室女座星系團,

所需的時間為1.7年。

目前看起來還不錯, 曲速飛船可以實現星系際飛行, 輕鬆造訪銀河系附近的星系。 然而, 如果要繼續飛得更遠, 即便是這麼快的曲速飛船, 速度也會漸漸開始顯得不夠快。

穿過5.2億光年的拉尼亞凱亞超星系團, 曲速飛船將要耗時16.5年。飛到31.56億光年外,所需時間將要達到100年,這已經耗盡了一個人的一生時間。而飛到100億光年外,將要耗時317年,這是12代人的時間。

如果要到465億光年外的可觀測宇宙盡頭,曲速飛船將要耗時1473年。要知道,這只是離開我們所能觀測到的宇宙盡頭,距離真正的宇宙邊緣還遠得很,我們所看不到的宇宙遠遠大于已知的宇宙。

至于曲速飛船能否到達宇宙的盡頭,就取決于宇宙的幾何形狀。宇宙空間整體有可能是平坦的,也有可能是馬鞍形的,這兩種宇宙都是開放式的,空間無限大,所以無論怎麼飛,曲速飛船都不可能飛到盡頭。

還有第三種可能性,空間整體是彎曲閉合的。雖然這樣的宇宙大小是有限的,但沒有邊界。在這樣的宇宙中,曲速飛船一直向前飛,最終也不會飛到盡頭,而是會返回最初的位置,這就像飛機在地球上沿著同一個方向一直飛行一樣。

不管怎樣,宇宙都是難以想象得大,即便每秒能走1光年,想要遊遍整個宇宙是不可能的。真正能讓我們轉瞬間就能跨越巨大空間,前往遙遠宇宙的東西是蟲洞,這也是廣義相對論的預言。同樣地,造出大型蟲洞也要借助于負質量。

雖然負質量難覓蹤影,但負能量已經被找到。根據凱西米爾效應,兩塊在真空中的金屬板具有除引力外的吸引力,這是因為真空不是空的,而是會出現量子漲落現象,使兩個金屬板之間出現負壓效應。至于能否利用這種負能量,還需更多的實驗探究。

曲速飛船將要耗時16.5年。飛到31.56億光年外,所需時間將要達到100年,這已經耗盡了一個人的一生時間。而飛到100億光年外,將要耗時317年,這是12代人的時間。

如果要到465億光年外的可觀測宇宙盡頭,曲速飛船將要耗時1473年。要知道,這只是離開我們所能觀測到的宇宙盡頭,距離真正的宇宙邊緣還遠得很,我們所看不到的宇宙遠遠大于已知的宇宙。

至于曲速飛船能否到達宇宙的盡頭,就取決于宇宙的幾何形狀。宇宙空間整體有可能是平坦的,也有可能是馬鞍形的,這兩種宇宙都是開放式的,空間無限大,所以無論怎麼飛,曲速飛船都不可能飛到盡頭。

還有第三種可能性,空間整體是彎曲閉合的。雖然這樣的宇宙大小是有限的,但沒有邊界。在這樣的宇宙中,曲速飛船一直向前飛,最終也不會飛到盡頭,而是會返回最初的位置,這就像飛機在地球上沿著同一個方向一直飛行一樣。

不管怎樣,宇宙都是難以想象得大,即便每秒能走1光年,想要遊遍整個宇宙是不可能的。真正能讓我們轉瞬間就能跨越巨大空間,前往遙遠宇宙的東西是蟲洞,這也是廣義相對論的預言。同樣地,造出大型蟲洞也要借助于負質量。

雖然負質量難覓蹤影,但負能量已經被找到。根據凱西米爾效應,兩塊在真空中的金屬板具有除引力外的吸引力,這是因為真空不是空的,而是會出現量子漲落現象,使兩個金屬板之間出現負壓效應。至于能否利用這種負能量,還需更多的實驗探究。

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