当前位置: 华文世界 > 科学

假设一艘航天器以一亿倍光速朝一个方向飞行,谁能飞出宇宙?

2024-03-04科学

可惜我们先不说飞船的速度能否达到一亿倍光速。即使达到那样的速度,也无法飞出宇宙。更不可思议的是,如果飞船朝一个方向飞行,它甚至可以回到出发时的原点。

为什么会出现这种情况?这有两个主要原因。

首先,宇宙飞船实际上不可能朝一个方向连续飞行。我们所认为的「朝一个方向移动」实际上是 在弯曲的时空中飞行

根据爱因斯坦广义相对论的解释,我们所处的 时空并不是绝对的 。它不是一成不变的,但它非常灵活,可以弯曲、压缩、拉伸甚至撕裂。换句话说,宇宙的空间和时间不可能是完全笔直的。事实上,宇宙中的一切都在弯曲的空间和时间中「测地线」运动。所谓测地线,就是弯曲的空间和时间中的最短距离。

虽然我们不知道宇宙的形状,无论是封闭的球体、开放的平面形状还是马鞍形,但大多数科学界都同意一件事: 宇宙是有限的。和无限的

这是什么意思?

也就是说,我们的宇宙是有限的,但它是没有边界的。如何理解宇宙的这种状态?你可以把整个宇宙想象成地球。地球的大小是有限的,但没有限制。如果你一直在地球上行走,你永远也到不了地球的边缘,更不用说走出地球了。最后,你甚至可以回到原来的起点。。

当然,我们可以直接从地球飞,但不能从宇宙飞,因为宇宙的定义是四维时空的集合,而我们自己就是四维时空的一部分,这意味着我们存在的基础是四维时空。除非你能以某种方式逃离四维时空并到达可能的更高维度时空,否则你永远无法离开宇宙。

说实话,宇宙中还真没有「外与内」之分。 一切都在「内部」,没有「外部空间」 。也就是说,无论飞船行驶得有多快,无论走到哪里,它都属于四维空间和时间,是宇宙的一部分。

第二,我说宇宙没有边界,也就是说没有中心。其实可以换一种思维方式来理解: 宇宙到处都是边界和中心! 两者并不矛盾。那么,如何理解呢?

根据现代科学理论,宇宙诞生于138亿年前的大爆炸。根据大爆炸理论,科学家计算出 可观测宇宙的直径约为930亿光年 。这是测量结果,测量时以地球为中心。宇宙是以地球为中心、半径为465亿光年的一个非常大的球体。

地球当然不是宇宙的中心,那为什么我们要以地球为中心来测量可观测宇宙的大小呢?

由于宇宙是各向同性的,所以无论我们测量可观测宇宙的大小,结果都是相同的。换句话说,如果在另一个星球上测量,比如距离地球一千光年,可观测宇宙的测量直径仍然为930亿光年。

宇宙是一个不断膨胀的动态 四维时空结构 。膨胀速度远快于光速,宇宙年龄约为138亿年。这意味着在宇宙的任何一点,只能看到138亿年前的光。宇宙的膨胀速度远远超过光速,因此可观测宇宙的直径远大于138亿光年。

由于可观测宇宙的测量直径为930亿光年,无论在哪里测量,都表明宇宙处处是中心和边界,而可观测宇宙的边缘就是「边界」」宇宙的!

讲完这个问题,我们还需要对光和光速本身做一点宣传。

首先,超光速是不可行的, 有宇宙中光速的极限 ,任何具有静态质量或信息的物体都无法超越光速,更不用说1亿倍光速了。

也就是说,「超光速」「速度」假说没有任何实际意义。爱因斯坦的狭义相对论早就告诉了我们光速的特性,而且光速是无法被超越的。

但是,网络上总会有人反对发现「光速极限」并总是质疑它:当谈到光速时,你用狭义相对论来反驳它。那。相对论是真理吗?相对论一定是正确的吗?

其实,质疑相对论的出发点是错误的。一百多年来,科学家无数次验证过,结果证明相对论并没有错。

当然,如果非要质疑相对论,也不是不可能。 只要拿出违反相对论的事实就可以了 ,没那么复杂。但你能把它拿出来吗?

一百多年来物理学家一直没有停止对相对论的质疑,这是事实,但最终的结果都指向一点:相对论是正确的,至少目前是这样。

所以如果你想质疑相对论,请以正确的态度来质疑。正如我们刚才提到的,发现违反相对论的现象还不够吗?永远不要用这样的语气问:相对论一定是正确的吗?没有任何科学理论是正确的,所以你的提问方法实际上没有意义。

第二,如果真想穿越宇宙,不需要一亿倍光速,甚至不需要光速,只要无限接近光速即可。

光速每秒30万公里,在人眼看来很快,但在浩瀚的宇宙中却慢如蜗牛。但光速与其他速度不同。它有一个最大的特性:接近光速飞行可以扩大时间,缩短空间,通常被称为 「时间膨胀效应」和「尺度收缩效应」

这是什么意思?

只要你的速度足够快,你的时间相对于外界来说也会足够慢,空间距离也足够短。当你的速度无限接近光速时,你的时间趋于静止,任何距离都离你很近。

因此,假设你的速度达到了光速,你将没有时间概念,相对于外界来说是一动不动的。通俗地说就是 看到它的那一刻,外面的世界已经过去了无限长的时间 。同时,连宇宙的边缘都离你很近。你甚至不用动,你就已经到了宇宙的边缘,因为你目前正在以光速飞行,宇宙的边缘离你无限近,相当于就在那里。你的腿。

当然你不能以光速飞行,但你可以非常接近。

所以不需要一亿倍光速飞行,更何况一亿倍光速是不可行的。即使有效,也没有必要。这么高的速度完全是浪费。只要无限接近光速,就可以瞬间飞到宇宙边缘,甚至穿越宇宙。

但假设宇宙是有极限的。不幸的是,这个假设并不正确。宇宙没有所谓的边界!

结束了!