如果用 2083倍 的超光速来穿越银河需要多少年？2019年，前美国宇航局（NASA）科学家詹姆斯·奥多诺用软件模拟了人造飞船在超光速下的飞行动画。根据动画显示，当超光速达到2083倍时， 我们想要穿越银河仍然需要96年 ，对此他感到绝望。
超光速飞行
超光速模拟动画
在动画中，扭曲因子1表示光速1倍，当 扭曲因子达到9.99 最高值时，则表示 光速2140倍 。动画测试了飞船在不同等级的超光速下，飞行至冥王星与比邻星需要花费的时间。
冥王星距离我们的距离大约为 59公里 。当飞船速度为1倍光速时，飞船几乎停止不动， 到达冥王星需要5个多小时 ，而到达 比邻星则需要4年3个月 。
冥王星
当扭曲因子加到5时，飞船的速度增加至 213倍超光速 ，此时到达冥王星需要1分30秒，而到达比邻星还需要一周。 当扭曲因子增加至9.9时 ， 飞船速度达到2083倍超光速 ，此时越过冥王星需要 10秒 ，而要到比邻星星系仍然需要 18个小时 。
而有着 2000-4000亿 颗的银河系，直径为 20万 光年，如果飞船以 2083倍 超光速来超越银河系，那么至少需要96年的时间。这意味着，在超光速下， 人类即便有一生的时间，也难以穿越银河系 。
银河系
而在这样浩瀚的宇宙中，银河系也只是其中一支，在大到 几乎看不到边际的宇宙 ，连超光速都显得如此慢。
实际上，我们目前最快的速度也只能接近光速，要到达 2083倍 超光速，不知道还需要科学家经过多长时间才能达到，而即便我们真的到达那个速度，似乎对于宇宙来说也是 微不足道 。
光速对宇宙的范围来说也是微不足道
超光速 到底是个什么样的速度？人类能不能达到这个速度？现在 人类能够达到的速度又是多少 ？等等一系列的问题，本文将为大家一一解答。
超光速是一种什么样的速度？
超光速顾名思义就是 超越光的速度 ，也就是要大于 光在真空中传播的速度 。我们先来了解一下光速。
光是一种波
人类可以达到光速吗
光速是目前人类发现的最快的速度，可以达到 299,792,458 m/s 。我们所说的光年就是指光在宇宙真空中直线行驶的距离。一光年大概可以换算为 9,460,730,472,580公里 ，这是一个什么概念？
这样来说，如果以我们开车的速度达到 300公里/小时 （当然我们平时肯定不能达到这个速度）。用这样的速度跑完这段路程， 我们需要花费的时间大概是360万年 。
时速300公里的跑车
那我们人类现有的技术，能够达到光速吗？当物体的速度达到光速的 四分之一 时， 物体的质量和速度成正比 ，也就是说，物体的 质量会随着速度的增大而增大 。
如果我们想要接近光速，那么物体的质量也会 趋近于无穷大 ，因此有 质量的物体要达到光速的可能性几乎为零 。
速度越大，质量越大
在宇宙中能以光速行进的，就是静止质量为零的光子。不过，人类现在的技术在不断地突破和发展。
目前人类建造的 大型粒子对撞机 ，可以将粒子加速到接近光速，可以达到 299,792,455m/s 的极限速度， 比真空中的光速慢0.000001% 。
看到这个差值是不是觉得人类达到光速或者超越光速也就是再加一把劲的事了？ 实际上可没有看起来那么简单 。
粒子对撞机
因为就连在黑洞中的 宇宙射线的速度也比光速低 ，它的极限速度可以达到 299,792,457.9999999999999992m/s ，和光速相比仅仅只差 0.0000000000000008m/s 。
所以以人类现有的技术，想要达到光速都难于上青天。不过即便很难，人类也未曾想过放弃，甚至还提出了超光速的概念， 如果我们绕开爱因斯坦光速极限的规则 ，那么人类也 有可能达到超光速 。
光速也逃不过黑洞
目前人类可以达到的速度
由于我们探索宇宙的距离实在是太过遥远，因此人类一直在致力于 突破现有的最高速度 。
人类在大气层中速度最快的飞机，是美国NASA利用超音速冲压发动机制造的 X-43A超高音速无人侦察机 。
X-43A超高音速无人侦察机
2004年，经过改装的 B-52轰炸机 搭载飞马座火箭冲上了 12000米的高空 ，并将其发射出去。此时火箭加速到了音速，随后火箭发射出 X-43A侦察机 。在最后的冲刺阶段，侦察机打洞了 9.8马赫的速度，相当于11000公里/小时 。
如果使用这样的速度在国内旅游，那么只需要 6分钟就可以从北京飞到上海 ，只需要4分钟，就可以从上海飞到台北。
高铁
而历史上载人飞船速度最快的，是美国的 阿波罗10号载人飞船 。1969年，阿波罗10号执行完任务后，从月球返回地球。在返回大气层的时候，飞船速度加速到了 4万公里/小时 ，也就是 11000m/s 。
1977年由，美国NASA研制的无人外太阳系空间探测器—— 旅行者1号 ，已经飞行了大约 216亿公里 ，是 人类目前飞行距离最远的飞行器 。
旅行者一号
它的飞行速度目前估算为 25000m/s ，也就是 90,000公里/小时 。如果按照它现在的飞行速度，能够一直飞行下去，那么 穿越银河系应该是在25亿年以后了 。
2018年美国NASA像太阳发射了 「帕克」太阳探测器 ，这是人类「首次」直接触摸太阳。「帕克」太阳探测器在接近太阳时，速度最高可以达到 109,000m/s ，大约是 392公里/小时 。
帕克太阳探测器
「帕克」太阳探测器是人类目前速度最快的飞行器，但其速度只达到了 光速的0.0003% 。
人类目前可以达到的最高速度相比于光速还是差太多，尽管我们前文提到的 大型粒子对撞机的速度可以接近光速 ，但人类想要实现在 星际遨游的梦想 ，还是需要达到 超光速才有可能 。
光速飞行
如何实现超光速旅行
如果爱因斯坦的 光速极限理论成立 ，那么我们要实现超光速就很难。但是如果我们绕开这个规则呢？
爱因斯坦曾说过，时空可以扭曲。当我们的宇宙飞 船与周围的空间是相对静止时 ，如果我们将宇宙飞船前面的空间进行压缩，让后方的空间进行膨胀。那么就可以 利用空间的曲率 ，让宇宙飞船以超光速向前行进。
爱因斯坦
这种曲相推进的系统类似于【星际迷航】中的曲速引擎，在1994年，由物理学家 米盖尔阿尔库比雷 （ Miguel Alcubierre）首次提出。他根据广义相对论推导出 「阿库别瑞度规」 ，这个时空度规允许飞船以波动方式延展空间，从而为 曲速引擎提供了科学理论基础 。
曲率引擎
时空弯曲可以使得物体以 超光速旅行 ，并且保持在 一条类世界线上 。当空间扭曲得越厉害，宇宙飞船行驶的速度越快。
研究人员将曲速引擎划分为若干个等级，等级数与速度成正比。根据计算， 1级曲速引擎可以达到光速 ， 2级曲速引擎可以达到10倍光速 ， 当曲速引擎达到9.9级时，可以达到3053倍光速 。
超越光速不是梦
我们前文提到的詹姆斯·奥多诺，通过 扭曲因子 进行模拟超光速动画的原理是一样的。不过其数据可能也在经过科学家们的不断计算而有所变化。
以现在解释的这个曲速引擎来看，如果以 3053倍光速穿越银河至少需要32.8年 ，而要到达远在 254万光年的仙女座星系 就需要832年。
仙女座星系
如果我们将宇宙缩小来看，可以看到其就像我们的 大脑神经一样 ，密布着各类星系，星云等。而 仙女座星系与银河系相邻 ，它 和银河系、三角星 系等50个星系组成了 「本星系群」 。
「本星系群」 又与临近的大约 100个星系团组成更大的「室女座超星系团」 。其又与 「孔雀-印第安超星系团」 和「 长蛇-半人马座超星系团」 组成庞大的 「拉尼亚凯亚超星系团」 ，它的 直径达到5.2亿光年 。
拉尼亚凯亚超星系团
如果以 3052倍超光速 飞行，需要差不多 17万年 时间才能飞出 「拉尼亚凯亚超星系团」 。
而我们目前可以观测到的宇宙， 直径高达930亿光年 。无法想象，我们要遨游宇宙会有多么困难， 科学家对超光速感到绝望也是情有可原了 。
星际穿越
虫洞穿梭
虫洞最早也是由爱因斯坦提出，他当时预言宇宙中还存在 黑洞、引力波和虫洞 等等。如今科学家已经陆续在宇宙中发现了黑洞和引力波，但对虫洞的存在还没有证据表明。
根据科学家的说法，虫洞是弯曲时空中连接两个地点的捷径，就像我们的 时空隧道 一样，可以用比光速还快的速度从A地到B地。
虫洞
如果要开一个虫洞就需要 改变时空的拓扑结构 ，在量子引力论中可以实现。不过要开虫洞就需要满足这个区域内是负能量，此前有科学家建议可以在 大尺度上利用Casimir效应或者宇宙弦来产生负能量 。
但是这些建议有些不切实际，因为产生的负能量可能无法按照原本设想的形式存在，也就无法形成虫洞。而且科学家还认为 虫洞就算存在也具有不稳定性 ，因此要利用虫洞来实现超光速旅行还有待研究。
利用虫洞达到光速
量子纠缠
量子纠缠 可以说是鬼魅般的存在，连爱因斯坦都因其头痛不已。在量子世界中，两个伴生的粒子处在一个 不确定的纠缠状态 ，不管它们相隔多远，当其中一个粒子受到影响，另一个粒子也会受到影响， 两个粒子之间的传输速度远远超过光速 。
如果我们能够将量子纠缠运用到穿梭宇宙中，那么就可以 实现超光速旅行 。不过要证明量子纠缠的正确性还需要科学家进行反复的实验和研究，相信在未来的某一天我们就会 利用量子纠缠实现遨游宇宙的梦想 。
量子纠缠
宇宙中的超光速现象
虽然我们现在的技术无法达到超光速，但是宇宙中却存在着很多 超光速的现象 。
1934年前苏联物理学家 帕维尔·阿列克谢耶维奇·切伦科夫 发现一种超光速的电磁辐射，它在介质中的速度（水中为0.75c）小于真空光速。而核反应堆中的粒子在水中可以超过光速，于是这种电磁辐射被命名为 切伦科夫辐射 。
切伦科夫辐射
1969年，J. GUBBAY等人就在【自然】上发表论文，表示他们观测到 3C 273喷流的速度超越光速 。这一结论在1981年得到证实。有研究团队对比了 1977年和1980年3C 273喷流的照片 ，发现 其速度是光速的9.6倍 。
此外一直以来我们都认为 宇宙爆炸是源于一个奇点 ，而我们的宇宙从诞生至今 一直处于不断膨胀的状态 ，并且其膨胀速度还在增加。据科学家观测， 宇宙诞生之初的膨胀速度可以达到一秒一光年的范围。
宇宙究竟是怎样的形态
在庞大的宇宙中，还存在着许多超光速的现象。以人类现有的技术可能要实现超光速还是有点困难。但尽管如此，我们 探索宇宙的脚步也不会因此而停滞 。相信总有一天，我们会发明出 超光速的飞行器 ，去更广阔的宇宙中探索。
