當前位置: 華文世界 > 科學

距離地球256萬光年的仙女座星系,如果以超光速前往需要多久?

2024-08-26科學

在閱讀此文前,麻煩您點選一下「關註」,既方便您進行討論與分享,又給您帶來不一樣的參與感,深度長文,希望您能夠認真看完,感謝您的支持!

世界之大,無奇不有,人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以後就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技的發展速度很快,當人類走出地球之後,人類才發現宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中有很多我們想象不到的天體,比如說白矮星、中子星、黑洞等等,我們的地球就是宇宙中的一顆行星,而且屬於太陽系當中,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在海王星的外面還有一顆冥王星,曾經冥王星也屬於一顆行星,但是後來科學家認為冥王星的體積和質素都太小了,於是就將它踢出了行星的行列。根據科學家的研究得出,我們的太陽系誕生於46億年前,當時一個巨大的分子雲在自身重力作用下開始塌縮。

其中的密度和溫度慢慢升高,最終形成了太陽和太陽系中的其它天體,分子雲中的物質在太陽系形成的過程中慢慢聚集,形成了太陽和八大行星等天體,其中水星、金星、地球、火星靠近太陽的行星被稱為是內行星,而木星土星等遠離太陽的行星被稱為是外行星,太陽系形成以後就開始不斷的轉動,到現在已經執行了46億年的時間,科學家經過研究發現,在太陽系的外面還有銀河系,銀河系是宇宙中非常古老的一個星系,目前科學家透過大量的觀測和理論研究,提出了幾種主要的銀河形成的假說,其中比較大眾化的是塌縮假說,這個假說認為,在宇宙大爆炸後的早期階段,物質分布並不是很均勻。存在著微小的密度漲落,在重力的作用下,這些密度較高的區域開始吸收周圍的物質,開始塌縮。

大約在130億年前,一個巨大的原始氣體雲開始塌縮,成為了銀河系的前身,這個原始氣體雲包含了氫、氦以及少量的重元素,隨著塌縮的進行,氣體雲的中心區域密度和溫度不斷升高,最終觸發了核聚變反應,形成了第一代恒星,與此同時,原始氣體雲的外部區域繼續塌縮和吸積物質,逐漸形成了一個盤狀結構,這便是銀河系的雛形。在這個盤狀結構中,氣體和塵埃不斷相互作用,形成新的恒星。恒星的形成和演化過程中產生的恒星風和超新星爆發所釋放的能量,會攪動周圍的氣體和塵埃,影響星系的結構和演化。隨著時間的推移,銀河系不斷和周圍的小星系和星系團發生相互作用和合並,這些合並給銀河系帶來了更多的物質和恒星,同時也促進了星系的結構。

從目前的科學研究來看,銀河系的形成是一個由重力主導,涉及氣體、塵埃、恒星、暗物質等多種成分相互作用和演化的復雜過程,我們的太陽系在距離銀河系中心2.6萬光年的位置,銀河系有四條旋臂,分別是人馬座旋臂、獵戶座旋臂、英仙座旋臂、三千秒差距臂。太陽這顆閃耀的星星就在獵戶座旋臂上,位於這裏的太陽系,孕育了地球上的生命,是我們的生命帶。不過站在地球上,夜晚我們能夠看到的最遙遠的星系是仙女座星系,仙女座星系是位於仙女星座的巨型漩渦星系,也被稱為是仙女座大星雲,其編號為M31,它是人類確認的第一個河外星系,在人類探索宇宙的過程中有很重要的意義。

仙女座星系距離地球約254萬光年,直徑約為20萬光年(也有資料顯示直徑為16萬光年),幾乎比銀河系大一倍。它包含的恒星數目也比銀河系多好幾倍,質素也更大。仙女座星系的中心部份較為明亮,從亮核伸展出兩條細而緊的旋臂,範圍可達245′×75′。仙女座星系裏肉眼可見的星有54顆,但易於辨認的只有4顆,其中壁宿二是四邊形中的一顆,同時也代表著仙女的頭,因此找到這個四邊形,便容易找到仙女座。仙女座天球座標是赤經0400,赤緯+4100(1950.0),視星等m為3.5等,在晴朗無月的夜晚,肉眼看上去像是一片暗弱、模糊的橢圓小光斑。透過一些大型望遠鏡或者天文攝影,可以看到非常震撼的星系結構,且越接近中心越明亮,攝影作品中還能清晰地看到它左上方的伴星系——M32,在其右下方還有一個星系M110,那也是仙女座星系的近鄰伴星系。

雖然說仙女座星系和銀河系距離很近,但是想要飛到仙女座星系也是一件非常困難的事情,目前人類飛行最遠的探測器旅行者1號,它的速度已經達到了每秒17千米,超越了太陽系逃逸的速度,按照這個速度計算,想要飛到仙女座星系大約需要440億年的時間,要知道宇宙誕生也不過138億年,所以對於人類來說,我們現在的飛行速度根本就沒有辦法能夠飛到仙女座星系上面,在宇宙中基本上都是用光速來衡量的,不過即便是光速,飛往仙女座星系也需要256萬年的時間才能夠抵達,想要快速的抵達仙女座星系,人類必須實作超光速飛行才可以。目前人類想到的超光速飛行有蟲洞穿梭,曲速引擎等。蟲洞的概念首次是由愛因斯坦和羅森的理論提出的。

它被視為一種能夠連線不同時空的通道,蟲洞可以被視為兩個黑洞之間存在著相互纏結,並且他們以一種量子隱形傳態的方式進行相互作用,蟲洞的建構需要特殊的負能量物質或者暗能量,負質素物質表現出非凡的物理特征,能夠扭曲時空並確保蟲洞的穩定,此外,穩定蟲洞可能還需要一種稱為時空膜的物質,它可以維持蟲洞的形狀,並且透過控制物質或者能量來防止蟲洞塌縮,不過蟲洞目前還處於理論階段,蟲洞的穩定性是穿越蟲洞時面臨的另一個巨大的挑戰, 物理學家邁克爾莫裏斯指出,蟲洞的開啟和維持需要特定的能量和物質條件,一旦這些條件發生改變,可能會導致其塌縮或崩潰。這意味著在穿越蟲洞時,有可能會陷入其中無法返回原點。

除了蟲洞穿梭之外,還有一種技術是曲速引擎,從理論上來說,它透過扭曲時空的方式來提高飛船的速度,這種技術通常被稱為曲率驅動,利用特殊能量扭曲周圍時空,從而縮短物體移動的距離,以實作超光速的目的,簡單來說,其原理就像是彎曲一張紙或者橡皮筋,使得兩點之間的距離縮短,在曲度時空中,兩點之間的距離可以被大幅縮短,這樣飛船就能在看似超光速的情況下飛行,同時避免撞上宇宙中的物體。也有觀點認為可以使飛船後面的時空膨脹,而前面的時空收縮,讓飛船隨著所在空間移動,就像在激流中的小船。然而,要實作曲速引擎技術面臨諸多挑戰。首先,維持時空彎曲所需的能量極其巨大,可能超過目前宇宙的總能量。

所以還需要人類繼續努力才行,現在最大的問題並不是我們如何能夠飛到仙女座星系,而是它正在朝著銀河系飛來,每秒大約是120公裏,並且未來還會發生碰撞,早在1929年的時候,科學家哈伯透過光的都卜勒效應,發現仙女座星系正在靠近銀河系,當時他計算出來45億年後兩個星系就會相撞,現在科學家把兩個星系對撞的時間精確到了37.5億年,從哈勃望遠鏡傳回的數據我們能夠知道,銀河系和仙女座星系都是兩個龐大的星系,在正式碰撞之前首先會用重力幹擾彼此的邊緣,在這個過程中,會不斷擾動並且形成新的恒星,而原來的邊緣恒星也有可能在重力幹擾下飛出銀河系和仙女座星系,成為宇宙中的流浪恒星。看到這裏,相信很多人都會產生一個疑問。

如果這兩個星系對撞,那麽對於我們地球來說,會不會產生影響?其實在宇宙中,星系碰撞是一件很正常的事情,我們根本不需要擔心,因為人類文明只有幾千年的歷史,現在的科學和科技水平完全是近200多年發展起來的,人類作為一種智慧生命,憑借日益增長的科學水平就能夠提升自己在宇宙中的安全性,隨著科學的發展,人類總有一天會離開地球離開太陽系,甚至能夠離開銀河系,對於37億年的時間來說,是一個無比漫長的時間,就算是到時候人類還沒有離開地球,那麽銀河系和仙女座星系碰撞對於地球來說影響也不會很大,這是因為宇宙空間實在是太廣闊了,而銀河系和仙女座星系的空間也是非常巨大的,現在我們都應該知道,距離太陽最近的恒星是比鄰星。

比鄰星距離我們有4.2光年,如果把太陽看成是一個硬幣的話,那麽最近的比鄰星距離太陽都有700公裏,所以在發生碰撞時,這兩個星系只會彼此穿過,恒星的撞擊只會是極小概率的事件,在此之後,它們會在重力作用下多次「彼此穿過」,其主體結構也將在此過程中分崩離析,而這也意味著這兩個星系的淪陷,不過在此之後,一個新的星系又會重生,我們可以將其稱為「銀河-仙女星系」。根據科學家推測,這個新的星系將會是一個巨大的橢圓星系,在其巨大重力的作用下,附近的一個名為「M33」的小星系將會被捕獲,從此成為「銀河-仙女星系」的一個衛星星系。不過兩個星系中的天體都能夠有合適的位置,但是兩個星系的中心黑洞會融合成為一個更大的黑洞。

兩個星系中心都存在超大質素黑洞,銀河系中心黑洞質素大約是太陽的400萬倍,仙女座星系中心黑洞質素大約是太陽的1億倍。在星系碰撞融合的過程中,這兩個超大質素黑洞也會相互靠近並行生融合。整個碰撞融合的時間可能會持續幾十億年,首次碰撞接觸時兩個星系中間的超大質素黑洞可能並不會直接相撞,之後它們甚至可能會相互纏繞。最終的結果很可能是碰撞形成一個更大質素的黑洞。在兩個黑洞相互靠近的過程中,並不是一瞬間就碰撞爆炸,而是會先相互圍繞著一個中心質點旋轉,在旋轉過程中逐漸靠近。這個過程中,由於強大的重力會使整個時空不斷波動,形成重力波傳遍整個宇宙。如果說人類有幸能夠發展到30多億年之後,我們就能夠見證這個奇跡。

畢竟這是幾十億年之後的事情,目前人類對這個過程的了解還是非常有限的,並且在這之前,人類將會面臨什麽樣子的命運誰都說不好,現在人類面臨的最大問題是全球暖化的問題,由於人類科技的發展很快,#圖文新星計劃# 所以人類對地球環境的破壞也是非常巨大的,現在地球溫度持續升高,南極和北極的冰川已經開始融化了,如果長久的發展下去,那麽南極和北極的冰川將會全部融化,到時候海平面將會上升60多米,所有的沿海城市都會被淹沒,原本地球上的陸地面積只占到總面積的三分之一,如果沿海城市都被淹沒,那麽地球上的陸地面積將會變得更小,人類可能會為了爭奪陸地資源而發動戰爭,所以小編希望人類在發展科技的同時,能夠保護好我們的地球環境,希望人類文明能夠長久的發展下去,對此,大家有什麽想說的嗎?