浩渺宇宙,人類獨(dú)居一隅,在這個(gè)安逸的太陽(yáng)系里終其一生。
我有時(shí)候在想,人類真的很像大樹(shù)底下的那窩螞蟻,有恩怨、有爭(zhēng)斗、有努力、有挫折,但也終究逃不出那顆大樹(shù)底下的螞蟻窩。人類幾千年輝煌的歷史,王朝興替、浩浩蕩蕩,但也不過(guò)是宇宙間的一瞬。人類要發(fā)展,終究要走出地球這個(gè)安樂(lè)窩,即便不為其他的,房?jī)r(jià)這么高,買(mǎi)房的錢(qián)也夠在火星上蓋樓種菜了。
劉慈欣的小說(shuō)《三體》也提到這個(gè)問(wèn)題,在地球末日到來(lái)之際,地球文明有三條生存之路:掩體、黑域和光速飛船,其中只有光速飛船是真正的活路。其中掩體計(jì)劃就是躲藏,黑域計(jì)劃就是自廢武功,而光速飛船計(jì)劃才是走出去,事實(shí)證明,走出去的計(jì)劃才是最好的計(jì)劃。
當(dāng)然,小說(shuō)終歸是小說(shuō),不能當(dāng)真。但現(xiàn)實(shí)中也不乏這樣的例子,大清帝國(guó),強(qiáng)盛的時(shí)候那也是四海咸附,但是最終卻被一萬(wàn)多人的八國(guó)烏合之眾搞得雞犬不寧,根本原因就是安逸時(shí)間久了,不愿意走出去。
所以,小編始終覺(jué)得,走向宇宙才是人類最終的歸宿。
上面說(shuō)那么多,其實(shí)是想告訴大家討論下面這個(gè)問(wèn)題的必要性。
旅行到宇宙的邊緣到底要多長(zhǎng)時(shí)間呢?小編立志去宇宙邊緣旅行一下,請(qǐng)大家跟隨小編看看這個(gè)過(guò)程吧。
首先,我們要知道宇宙的邊緣在哪里?否則上面的問(wèn)題永遠(yuǎn)無(wú)法回答。
但是我們知道宇宙的邊緣在哪里嗎?我們根本不知道!
科學(xué)家對(duì)宇宙的構(gòu)成分成兩種觀點(diǎn),一種認(rèn)為宇宙是有界無(wú)邊的,就像人類之于地球,無(wú)論怎么走都走不出地球;另一種觀點(diǎn)認(rèn)為宇宙是無(wú)界無(wú)邊的。
但這兩種觀點(diǎn)都對(duì)小編的旅行影響不大,因?yàn)槲覀兊穆眯械哪康牡刂辽傥覀円芸吹交蛴^察到,也就是說(shuō)必須在觀測(cè)范圍內(nèi)(可見(jiàn)光、中微子或引力波都可以用來(lái)觀測(cè)),這個(gè)范圍就是可觀測(cè)宇宙。這個(gè)觀測(cè)范圍多大呢?科學(xué)家通過(guò)宇宙階梯法和微波背景輻射等方法測(cè)量的結(jié)果是大約460億光年。也就是說(shuō),從地球向四面八方看的最遠(yuǎn)的宇宙就是460億光年的距離。
460億光年外是什么?誰(shuí)都不知道,但是根據(jù)一般性原則,應(yīng)該和可觀測(cè)宇宙一樣。
所以,小編最終決定就去460億光年的可觀測(cè)宇宙邊緣看看,接下來(lái)小編又遇到了下面的問(wèn)題。
當(dāng)然是乘坐宇宙飛船了,根據(jù)愛(ài)因斯坦老先生的規(guī)定,宇宙中所有物體運(yùn)動(dòng)速度都不得超過(guò)光速,也就是說(shuō)小編的飛船最快也就是光速。
你以為光速真能達(dá)到?愛(ài)因斯坦說(shuō)了,物體越接近光速,質(zhì)量就越大,所需能量就越大,也就是說(shuō),達(dá)到光速所需能量將是無(wú)窮大。
雖然不能達(dá)到光速,但可以無(wú)限逼近光速(極限思想),所以假如我們科技足夠發(fā)達(dá),達(dá)到了99.99999%的光速,那么這也可以近似算作光速飛船了。
光速飛船的問(wèn)題就這樣湊合著解決了。
有了光速飛船,小編就要?jiǎng)由砣?60億光年外了!
慢著,小編掐指一算,這光速飛船是要飛460億年的節(jié)奏呀,小編雖然年紀(jì)輕輕怕也熬不住呀!
雙胞胎悖論
BUT,愛(ài)因斯坦又說(shuō)了,著急什么,你飛船是要飛460億年,但你乘坐的飛船無(wú)限接近光速,根據(jù)相對(duì)論原理,你的飛船內(nèi)部時(shí)間也會(huì)無(wú)限延長(zhǎng)的,所以你在飛船里就可以深切體會(huì)“天上一天,地上千年”的奇妙體驗(yàn)。
這樣說(shuō)來(lái),小編在一個(gè)無(wú)限接近光速的飛船里還是可以在有生之年飛完這460億光年的距離。
宇宙膨脹示意圖
小編又要?jiǎng)由?,一個(gè)叫哈勃的美國(guó)人又對(duì)我說(shuō),別去了,你趕不上趟了,宇宙在一直膨脹,140億年光年外的宇宙膨脹速度恐怕就已經(jīng)超過(guò)光速了!
小編著急了,對(duì)哈勃說(shuō):“我不管,我就要去,憑什么宇宙可以超光速膨脹,而我的飛船就不能超過(guò)光速?!”
哈勃狠狠抽了一口煙,意味深長(zhǎng)的說(shuō):“說(shuō)來(lái)話長(zhǎng),我舉個(gè)例子吧,假如你的飛船是河流中的一條魚(yú),它急著去上游見(jiàn)美麗的女魚(yú)友,于是它奮力游泳,但是魚(yú)在水中速度是有限制的(飛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(宇宙膨脹的速度超過(guò)光速),所以這條魚(yú)最終的結(jié)局必然是異地戀!”
聽(tīng)完這些,小編也要了一支煙抽了起來(lái),想想也對(duì),這飛船在宇宙空間里飛,遵從的是宇宙空間的法則——光速不可超越,但是宇宙膨脹的就是空間本身,當(dāng)然不會(huì)遵從空間內(nèi)部的法則。
這么說(shuō)來(lái),小編永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)可觀測(cè)宇宙的邊緣了嗎?小編陷入了沉思。
曲率飛船原理圖
小編猛抽了幾口煙,突然一個(gè)聲音響起,原來(lái)是墨西哥的物理學(xué)家明戈·阿爾庫(kù)貝利(Miguel Alcubierre),他說(shuō),別著急,你的飛船不能超過(guò)光速,但是空間可以超光速,那你就讓空間移動(dòng)不就行了,就拿剛才小魚(yú)的例子來(lái)說(shuō)吧,魚(yú)游的慢,水流快,那就在魚(yú)周圍創(chuàng)造一個(gè)局部水流,改變水流方向,魚(yú)不就順利往前了嗎?
小編深以為然,但卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)方案簡(jiǎn)直比登天還難,讓魚(yú)改變水流需要的代價(jià)非常大,大到目前根本就是個(gè)理論。
魚(yú)說(shuō):愚蠢的人類,別討論我了,我會(huì)跳出水流向上游,你們跳一個(gè)試試。
小編想了半天,感覺(jué)如果和去宇宙邊緣比,去火星反而感覺(jué)也不是很難的樣子。
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