假如现在发明出速度达到一秒一光年的飞行器,能发现宇宙的边缘吗?:1秒钟就能飞1光年,对于星系来说是一个很快的速度。然而对于宇宙来说,依旧是小菜一碟,更重
1秒钟就能飞1光年,对于星系来说是一个很快的速度。然而对于宇宙来说,依旧是小菜一碟,更重要的是,宇宙的边缘完全是个未知的世界。
火星到地球的平均距离大约是0.0000228光年,按照1秒1光年的速度,只需要0.0000228秒就能从地球到火星,就算从地球到冥王星,也只需要0.0006393秒。
这是人类无法想象的速度,毕竟现在的航天器,从地球到火星至少需要200天的时间。这意味着,1秒1光年的速度,想要探索太阳系是小儿科。
1秒1光年探测太阳系非常简单,那么穿越银河系呢?
取一个极端的例子,银河系直径大约10万光年,假设从银河系的边缘穿越到另一个边缘,横跨10万光年,那么这个飞行器需要飞行10万秒,大约是28个小时。
看来1秒1光年的飞行器跨越银河系也非常简单,只需要1天多的时间,就能彻底离开银河系。而且太阳系位于银河系旋臂,想要离开银河系更容易一些。
离开银河系,就要面对空荡荡的宇宙空间,就像离开城市进入郊区,需要很久才能遇到下一个城市。离开银河系,也是星际旅游的开始,距离宇宙边缘越来越近。
仙女座星系距离银河系大约254万光年,1秒1光年需要254万秒,也就是706小时,29.4天,差不多一个月的时间,才能从银河系到达仙女座星系。
离开银河系,就会发现1秒1光年其实也并不是很快。就像在城市里开车,去哪里都很快,但是想要开车从北京到上海,就不能相提并论了。而仙女座星系还是比较接近银河系的临近星系。
一个月时间到达另一个星系,感觉还能接受,毕竟目前从地球到火星都要9个月左右。
既然开始寻找其他星系,下面就需要穿越星系团,更加靠近宇宙边缘!
距离地球最近的星系团是室女座超星系团,距离地球大约6000万光年。
按照1秒1光年的速度,需要6000万秒,也就是695天,23个月,几乎就是2年时间。从地球出发,2年时间到达距离最近的星系团,这对于宇航员来说有些勉强,毕竟离开地球磁场的保护,宇航员在太空生活2年还是比较危险的。
但是都已经到达1秒1光年,太空辐射肯定都是小问题,进入最近的星系团,就要开始横穿星系团。室女座超星系团直径约为2亿光年,横穿室女座超星系团,需要2315天,也就是6年多的时间。
总体计算一下,从地球以1秒1光年的速度出发,至少需要8年时间,才能穿过最近的星系团。
人类目前观测到的宇宙直径为970亿光年,宇宙实际有多大还是未知数。按照目前人类观测到的宇宙来算,就算穿越宇宙的半径,也需要1538年,横穿宇宙则需要3076年,当然宇宙肯定不止这么大。
更可怕的是,宇宙由于暗能量的作用,依旧在不断膨胀,并且“宇宙边缘”是一个非常虚幻的概念,理论上认为“宇宙边缘”不是一堵墙,所以是没有质量的,这就意味着暗能量可以一直加速宇宙的膨胀,总有一天宇宙膨胀速度会超越光速。
人类在宇宙中,就像一条在鱼缸中的鱼,不断寻找真正的鱼缸边界。
原本人类认为自己被限制在“天圆地方”的鱼缸里,后来发现真正的鱼缸是太阳系;随着对太阳系的探索,人类发现鱼缸其实是银河系;然后又发现星系团、宇宙网、或许还有平行宇宙。
人类对宇宙的探索过于艰难,而且过于缓慢,而宇宙不会等待人类。虽然天文学家尚不能理解暗能量,但是如果暗能量持续加速宇宙膨胀,并且宇宙膨胀速度超越光速,那时候宇宙中的一切都将以光速远离,人类将再也看不到其他天体的光芒,宇宙的秘密也将永远被掩藏。
光年,光飞一年,你飞一秒,这是质的飞跃。
也就是说,从这里飞到距离我们最近的大星系仙女星系只需要254万秒,也就是705.5个小时,看样子很快很快嘛。
但是这样吗?
如果是去往NGC 5457星系呢(俗称风车星系,因为它的外形形似风车),它距离地球2100万光年,所以这艘飞行器开过去需要2100万秒,也就是5833个小时,也就是243天。
2100万光年是挺远的,但是在宇宙的尺度上,并不远。
如果去往10亿光年之外呢?
飞行器需要10亿秒,也就是31.7年。可是我们人类可以观测的到的宇宙范围半径就在465亿光年了,飞行器飞出这个可观测范围需要1474.5年。
科学家目前不清楚宇宙的实际范围到底会有多大,但若是以题主的这个强制条件来看的话,虽然不快,没有瞬移快,但是也不慢了,毕竟只需要千年的时间就可以冲出可观测宇宙。
如果宇宙有边缘的话,那么驾驶这样的飞行器飞行一万年的时间是有可能飞到宇宙边缘的。
如果飞到了宇宙边缘,由于宇宙的边缘正在发生着超光速膨胀,在最边缘的那里可能会超过你的飞行器的速度,你可能会看到这样的画面,你的这一头是繁星点点的,而那一头则是无尽的黑暗。
这种飞行器未来会有吗?
可能会有,如果人类真能够抵达高维,那么从高维中是可以在任意时间任意地点出现在三维世界中的某一处,这看起来与传说中的瞬移差不多。
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一秒钟一光年的飞行器有多快呢?就在我用键盘打出这几个字的功夫,这个强大的飞行器已经从地球上出发飞过天狼星了。我觉得无论人类的科技发展到什么程度,都达不到达到这么快的速度。现实中肯定是不可能的,既然是假设那就不妨来看一下,它能不能发现宇宙的边缘。
图示:在宇宙中飞快穿行
大家都知道光的传播速度是宇宙中最快的,大约是1秒钟30万公里。一光年是多少呢?一光年就是光在宇宙中一年内通过的距离,大约是94607亿公里。现在我们发明的这个飞行器的速度是一秒钟一光年,也就是比光速快了大约3150万倍。
这个飞行器的速度真的是快的太可怕了。我们在看火箭升空的时候,一般准备点火的最后10秒钟是要倒计时的。“十、九、八、七、六、五、四、三、二、一,点火!”话音刚落,人们的掌声还没有来得及响起,它就飞出太阳系了。4秒钟后它到达比邻星,9秒钟后问候天狼星。大约经过6小时42分钟后,它就来到了银河系边缘。大约29天后它就飞到了距离地球254万光年的仙女座星系。然后它在仙女座星系中穿行61个小时就又离开了仙女座星系。
图示:这个飞行器只需不到7小时就能离开银河系
这样这个一秒钟一光年的飞行器一刻也不停歇朝着宇宙的边缘飞去。目前可观测的宇宙半径大约是460亿光年。这个距离够它飞上一阵子了吧?这个飞行器要到达我们现在观测到的最遥远的宇宙需要大约1459年。飞行器达到这里会发生什么呢?这里是我们人类目前观测到的最遥远的宇宙。
图示:宇宙深处的星系
整个宇宙会是这么大么?肯定不是的,人类可观测宇宙只是宇宙的极其微小的一部分。飞行器到达这里必定又是一个半径460亿光年的宇宙。它会在下一个460亿光年的宇宙中飞上2918年的时间,穿越到这段宇宙的边缘。当飞行器到达这里后会不会还是一个半径460亿光年直径920亿光年的宇宙呢?如此反反复复是不是没有尽头呢?
图示:宇宙是无边无际的
如果宇宙是无边无际的,飞行器的速度即便是一秒钟10光年,100光年甚至更快也是没有意义的,大家说是这样吧?
一秒飞行一光年,何止飞到宇宙边缘,简直是要上天了,这已经超脱了宇宙的规律,不被宇宙所允许,是永远也不可能发生的。
依据宇宙膨胀等现象,宇宙可能是有限但无边的,有限是因为宇宙产生才138亿年,就算膨胀也还是有限的,但观测显示距离越远的星系远离银河系的速度越快,宇宙中又有时空弯曲现象,范围又如此之广泛,无论向着哪个方向可能都无法到达宇宙的“边”上,甚至有可能从宇宙中的某个位置出发,经过无数岁月后又会回到这个地方,也就没有“边界”,没有边何谈飞到宇宙边缘?
光速约30万千米每秒,这是经过严密测量测出来的,最初的科学界不知道光如何保持这么高的速度,但按照光传播造成的现象,认为光是沿直线传播的,可后来的观测显示宇宙时空弯曲真实存在,时空都是弯曲的,光又如何直线传播?光是沿着空间中的最短距离传播,引力透镜就是科学家利用天体周围时空弯曲使光弯曲的现象观测遥远天体。根据现有观测和理论,光速不可超越,要达到接近光速的速度耗费的能源宇宙都可能撑不起。
现今可观测宇宙930亿光年,或许只是整个宇宙的很小一部分,只有在遥远的未来,当人类勘破众多宇宙奥秘之后,才能从更宏大的角度观测宇宙,或许能知道宇宙的具体形状。
一秒一光年?这在现实情况中显然是不可能的,因为这已经违反了整个宇宙的基本原理。
那如果我们假设真有一秒一光年的飞行器,到底能不能发现宇宙的边缘?在我看来依旧是不能。
宇宙有多大这是很多人都在问的问题,而有些人知道可能会说宇宙差不多是一个460亿-470亿光年为半径的范围。这句话其实也没错,但是我们需要了解的是这个概念只是可观测宇宙的大小。
为什么叫可观测宇宙大小呢?因为对于人类来说这个范围的宇宙就已经是人类观测的极限了,在远的话人类就已经无法看到了。因为光的速度已经不能追上空间膨胀的速度了。
当光在不断前行的过程中,空间也不在膨胀,并且这个膨胀速度是可叠加的,当离我们足够远的地方空间膨胀速度超过光速的话,就意味着光线永远不可能到达我们的眼中。
其实对于宇宙真正的大小,形状现在都没有确切的说法,甚至还有人认为宇宙是没有边缘这一说法的。
所以哪怕一秒一光年光是走到可视宇宙边缘都要4.6亿年,况且我们也无法知道宇宙到底是什么状况。
假如现在发明出速度达到一秒一光年的飞行器,能发现宇宙的边缘吗?
虽然在我们眼中,速度达到一秒一光年的飞行器是难以想象的存在,但无限的宇宙意味着无限的可能,也许在宇宙某处的真的会有这样的飞行器存在。
现在假设你坐上了这台超级飞行器,以每秒一光年速度在宇宙中向一个固定的方向狂奔,与此同时,这台飞行器还可以用某种神奇的科技,避免你撞上飞行途中的任何障碍物(这很重要),那么在这种情况下,你能发现宇宙的边缘吗?
下面我们分情况来讨论一下。
很遗憾,在这种情况下,不管你有多么快的速度,你都不可能发现宇宙的边缘。因为从理论上来讲,开放的宇宙就是一个无限的存在,你以有限的速度去跑一个无限的距离,根本就是一个不可能完成的任务。
需要指出的是,现在的科学家观测到宇宙一直处于一个加速膨胀的状态,具体表现在距离越远的星系,远离的速度就越快,而且这个速度是无限叠加的。
可以想象的是,如果宇宙是无限的,那么离你非常非常遥远的星系,其退行速度将会大大地超过光速,而更远的地方,星系的退行速度将会比你乘坐的飞行器还要快!于是在你飞出一定的距离之后,你会看到在你的前方将是一片永恒的虚无,永远看不到宇宙的边缘。
不过别担心孤单,因为在你的后方,会有一大片星系会以与你一样的速度陪着你飞。
想象一下二维的生物在一个球体表面运动的情景,我们站在三维的角度来看,不管这个二维的生物以多快的速度在这个球体表面运动,它都不可能找到这个球体表面的边缘。
同样的,假如你身处一个存在于高维空间中的闭合宇宙,那么不管你以多快的速度运动,你也找不到这个宇宙的边缘,在这种情况下,你只会一直重复地从宇宙的一边飞到另一边。但站在高维的角度来看,这个闭合的宇宙处处都是边缘。
现在有不少的科学家都赞同“虚拟宇宙”的说法,假如这种理论是真的,宇宙就是一台超级电脑虚拟出来的,那么这台电脑的计算速度必定会有一个极限。
而在我们所处的宇宙中,速度最快的就是光速了,因此我们可以大胆地假设,虚拟宇宙的超级电脑,其最快计算速度与光速应该是差得不远了。
但你现在以超过光速的3000万倍的速度,在这个虚拟宇宙里狂奔,结果会是什么呢?也许会有三种可能:第一,系统中有关你的一切程序全部卡死;第二,整个系统直接卡死;第三,程序崩溃,宇宙重启!
而这个宇宙的边缘在哪里,你还是发现不了。
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一秒一光年,已经是光速的3千万倍了。如此快的速度,只需要1459年的时间就可以达到可见宇宙的边缘。至于到达整个宇宙的边缘,那就得看整个宇宙有多大以及宇宙边缘的扩张速度了。
不过,就以目前我们掌握的宇宙信息来看,大概率是可以达到整个宇宙边缘的。我们的宇宙诞生于138.2亿前年的一次奇点大爆炸,之后宇宙有过一段时间的超光速扩展,即暴胀阶段。也正式因为这次暴胀,才促使我们的宇宙仅仅诞生了138.2亿年,大小却已经超过了920亿光年(可见宇宙大小)。
宇宙暴胀结束之后,虽然仍在加速扩展,但扩展速度却比较慢了。大部分区域的速度都是小于光速的,只有宇宙边缘的速度可以达到甚至超过光速。当然了,这种超过光速的速度并不高,因为哈波常说并不大。所以,我们以光速3千万倍的速度向宇宙边缘航行,大概率是可以达到宇宙边缘的,只是时间比较久而已。可能需要上万年,甚至上亿年。
当然了,常规的超光速在我们宇宙中是不允许的,但是利用曲速引擎是可以实现超光速飞行的。这种形式的超光速利用的是压缩和伸展空间进行的飞行,所以并不违反相对论也不会导致时间膨胀效应。只不过即便是一秒一光年的速度,想要达到宇宙边缘需要的时间也极其漫长。相对于人类百十年的寿命,如此长时间航行,真的需要极大毅力,像愚公移山一样世世代代飞行下去才行。
这是一个大大的伪命题,一秒一光年?谁给你这么大的勇气敢一秒一光年飞行?梁静茹还是爱因斯坦?
我们都知道光速不可超越,任何有静质量的物体都无法超越光速,但总会有人情不自禁不由自主地以各种方式“超光速”!
而现实的情况是,即使你真的能一秒一光年的速度飞行,你也发现不了宇宙的边缘,因为宇宙根本没有“边缘”的存在!
根据宇宙大爆炸理论,宇宙是有限的,但有限的宇宙并没有边缘的存在,这就是所谓的“有界无边”!
因为我们所处的宇宙并不是绝对的平坦的,而是相对的各种弯曲时空交织在一起的,意味着即使你沿着一个方向飞速形式,其实也只是沿着弯曲的时空在前进,最终不但到不了宇宙边缘,还有可能回到你出发的原点!
还有一点,如果你能发现宇宙边缘(假设存在),意味着你能轻而易举飞出宇宙,你将不属于宇宙,但你本身就是宇宙的一部分,你身体的每一个原子都属于宇宙,所以你也将不复存在,这本身就是一个悖论!
所以,莫再去幻想这类不现实的“超光速旅行”!如果想“超光速”,理论上有间接的方法,比如曲速引擎和虫洞!
因为所谓“现在发明出速度达到一秒一光年的飞行器”,显然是一个伪命题。毕竟现在人类最快的飞行器其飞行速度也只有16千米每秒。与每秒30万公里的速度相比,显然只有大约1/20000,这个差距就像普通人跑一百米的速度,与人类最快的飞行器速度相比一样。所以,人类不要说发明一秒一光年的飞行器,就是等于光速的飞行器,在目前来看也是完全不可能的。
至于说发现宇宙的边缘,实际上也是一个非常困难的问题。毕竟,宇宙的直径有930亿光年。因此,以人类现有的能力,根本无法去完成这一任务。只能通过不断发展物理学来提高对宇宙的认识水平和探测水平。而不是做这样毫无依据的假设,什么一秒就能飞出一光年,你咋不说,一秒飞出930亿光年呢?毕竟这样的话,一秒钟就可以飞到宇宙边缘了!
一秒一光年,使光速提高了365*24*60*60倍,与这个速度相比较,光速太慢太慢了。飞行器咱们就不谈了,因为若有光速的飞行器,飞行器还没有加速到光速时,人就化了,别说每秒一光年的加速器了。所有这种探测器,或这种望远镜,还有希望。宇宙的可观测半径是930亿光年除以二,415亿秒就到了,再往外就打破了现在认知的观测范围了。
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