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為什麽天文學家認為,就算達到光速,也到不了宇宙的邊緣?

2024-09-02科學

1977年發射的旅行者一號, 現在距離地球245億公裏 ,每秒能飛17公裏的它,仍需要3萬年才能飛出半徑一光年的太陽系。

就算把速度提升到光速,飛出太陽系也需要一年時間,比現在的環球旅行都慢,更可怕的是和地球的通訊延遲還會越來越高,這意味著光速飛船無法得到任何來自地球世界的 即時資訊 ,自己的反饋也不會瞬間得到回應。

在接近光速的情況下,4年後我們就能到達比鄰星,這裏有一顆行星被稱為比鄰星b,有可能存在外星生命, 如果我們再垂直於銀道面飛行的話,只需要3000年就能飛出銀河系 ,254萬年後就能到達仙女座星系,930億年後橫穿整個可觀測宇宙。

透過以上數位不難看出,光速在宇宙中就是龜速,駕駛光速飛船遨遊宇宙就跟螞蟻環遊地球一樣可笑,但這都還不是重點,因為我們真正需要面對的宇宙,是一個處於超光速膨脹狀態的宇宙。

哈柏望遠鏡和韋伯望遠鏡的觀測結果已經證實:宇宙時空的膨脹速度, 在145億光年外正式超過了光速 ,也就是說超過這個距離的星系,發出的光永遠只能在路上,而不能飛到地球被我們看見,同理,駕駛光速飛船的我們,在到達145億光年外之後,也會因為宇宙超光速膨脹而永遠在路上,就好比在湍急的河流裏逆向劃船一樣,完全是徒勞無功。

所以別說是全宇宙邊界了,就算是可觀測宇宙的邊界我們也無法到達,因為光速只是恒定的每秒30萬公裏, 而宇宙時空的膨脹的速度已經超過了這個數位。

在愛因史坦廣義相對論的框架中,宇宙是一個閉合的四維超球體,裏面有黑洞白洞和蟲洞,如果能構建一個 穩定的蟲洞 的話,它們是能把物體在短時間內從一個星系轉移到另一個星系的,因此蟲洞的超光速,是唯一有可能讓我們在未來到達宇宙邊界的技術。

然而四維超球體,意味著到達宇宙邊界後再往前走一步,就又回到了另一端的起點,就像地球上的環球航行一樣, 最後的終點就是最初的起點 ,這時候就需要更高的維度了,我們所看到接觸的宇宙都還是三維的,所謂的第四維,在現階段還是時間維度,並不是空間上的新方向。

也許未來會出現一個比廣義相對論更先進的時空理論,到時候科學家才能掌握進入高維度空間的辦法, 從而到達宇宙邊界,甚至是離開本宇宙 ,就好像地球上的我們,直到發明了火箭之後,才能離開地球進入太空一樣。

此時再回到一開始的問題,我們會發現光速本身並不是宇宙所有問題的答案,達到光速並不能讓我們在宇宙中獲得自由,更有科學家甚至認為,光速限制只是一扇虛掩的門,也許只在我們的觀測範圍之內有效,一旦超過這個範圍,真空光速可能要更快,但這些都屬於理論上的空想, 目前我們沒有足夠的技術去驗證這個想法。