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前往宇宙边缘能看到什么

2024-10-10科学
如果有一天我们的技术能够抵达宇宙边缘,那将会面临诸多致命挑战。宇宙边缘究竟有多远?边缘之外又藏着什么呢?让我们一同探索。

假设你拥有无限寿命,作为美国宇航局志愿者投身太空探索。你来到佛罗里达的约翰F肯尼迪航天中心,总统与你握手,观众热情欢呼。你获得无限燃料补给,开启旅程。

首先进入外太空,大气层并非突然消失,而是逐渐稀薄,海拔 100 公里处的卡门线是传统大气层边界,你在短短 4 分钟内到达这里,但此后对空间和方向的感知会变化,失重状态会引起肌肉萎缩、体内液体流动改变和血液循环问题。好在训练课程让你学会应对不适,此时可欣赏太空俯瞰家园的壮丽美景,但可能被脉动噪音和传感器杂音打破宁静,同时发现辐射指示器迅速上升。飞船升至 4000 公里高度进入范艾伦辐射带,这里有高浓度带电粒子,需尽快穿过,而飞行 13000 公里后还有更大更强的辐射带等着你,必须加速。

飞船远离地球,穿过火星、木星等太阳系行星轨道,下一个边界是日球层,这是太阳周围的星际空间,旅行者 1 号探测器用 35 年才到达。日球层类似星际气体泡泡,被太阳风充满,太阳风可延伸至冥王星之外。穿越日球层后是星际气体、尘埃和带电粒子的流动,主要危险是太阳风与这些物质碰撞产生的冲击波,此时确保飞船冷却系统不出故障至关重要,边界区域温度高达 7000 开尔文。
进入星际空间后极其黑暗,要独自面对焦虑思绪,飞行近 300 年,期间地球上已历经多代更迭。这时,一个奇怪的外星探测器样物体出现,原来是旅行者 2 号探测器。接着来到奥尔特云,这是环绕太阳系的冰状小行星带,超出太阳磁场影响力,由冰彗星构成,飞船面临新威胁,日球层中的能量流和磁场可能导致电子设备失灵,进入奥尔特云后需手动操控飞船穿梭在彗星之间。
如果成功穿越,可看到完整银河系,其中充满伽玛射线爆发、尘埃云和黑洞,银河系中心的人马座 A * 质量巨大,不小心接触其引力场会让飞船暴露在高温和伽玛射线辐射中,幸运的是纳米机器人修复了导航系统可避开黑洞。
穿越银河系边缘后挑战更多,首先穿越仙女座星系,即使以光速接近,地球上的人也要等很久才能收到信号。还可能面临迷失太空效应,心理学家认为不是所有宇航员都能接受再也看不到家园的事实。此外,飞船可能因经过球状星团而经历湍流,仙女座星系中有很多星团,接近可能影响飞船轨迹。
离开本星系群进入拉尼亚凯亚超星系团,这里有 10 万个星系,危险性是银河系的 10 万倍,范围横跨 5.2 亿光年,最危险的是活跃星系核,其释放的高强度辐射比之前的危险都致命。
飞向宇宙边缘需要多久是个问题,至今科学家仍在争论宇宙边缘是否存在。宇宙可能是无限的,也可能存在边缘,天空的黑暗证明宇宙并非永恒存在,还有科学家认为宇宙波可帮助确定宇宙边界。一些研究人员假设宇宙形状像甜甜圈,但新研究发现宇宙不对称,边界可能在另一个方向。
继续航行中飞船可能撞上透明 「墙」,突破宇宙边缘后,关于边缘之外有多种猜测,可能是绝对虚无,也可能是多重宇宙的一部分,有其他宇宙存在独特生命形式,但因距离遥远难以看见。平行宇宙理论认为宇宙有很多气泡,每个气泡是宇宙的复制品,斯蒂芬霍金也支持平行宇宙假设,宇宙遗迹辐射冷点可能是平行宇宙的印记。
爱因斯坦十字现象有望帮助破解暗物质谜团,当巨大天体位于我们和遥远星系之间时,会弯曲和扭曲光线,形成爱因斯坦十字,这是引力透镜现象,还能放大光线,为研究暗物质提供手段,也能帮助测量宇宙膨胀速度和检验暗能量理论,还可能帮助发现系外行星,解开更多宇宙未解之谜。