目前的宇宙一般指的是可觀測宇宙,直徑約930億光年,1光年是9.46萬億公里,這是光從138億年前大爆炸開始以來,能傳到地球的極限范圍,這里面有2萬億個星系,恒星多到數(shù)不清,但這并不是全宇宙,而只是我們能看到的一個窗口。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

真正的宇宙可能無限大,也可能有物理邊界,甚至可能是多重宇宙的一部分,但不管是哪一種,人類想到達宇宙邊界都得先奔向465億光年之外,這時候光速限制就會成為第一道障礙。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

愛因斯坦的相對論說,每秒30萬公里的光速是宇宙的極限,任何物體加速到這速度需要無限能量,所以都不可能達到光速,目前飛得最遠的旅行者一號,速度只有光速的0.0056%,也就是17公里每秒。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

就算是未來制造出光速飛船,理論上也得465億年才能到達可觀測宇宙的邊界,而人類誕生至今不過30萬年,37億年后仙女座就會撞上銀河系,50億年后太陽就會膨脹成紅巨星吞噬地球,所以留給我們的時間根本不夠,光速限制會把我們困在幾十光年范圍內(nèi)無法動彈。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

更糟糕的是宇宙還在膨脹,大爆炸后空間像吹氣球一樣擴張,星系間的距離越拉越大,哈勃定律顯示,離我們越遠的星系退行速度越快,超過140億光年的地方,膨脹速度已超光速,但是空間膨脹不受光速限制。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

因此宇宙才能在138億間,讓一個可觀測宇宙的直徑都達到930億光年,這就是膨脹積累的結(jié)果,這意味著宇宙邊界就像龜兔賽跑一樣,光速就是烏龜,宇宙膨脹的超光速是兔子,你跑1步,它跑10步。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

現(xiàn)在宇宙膨脹由暗能量驅(qū)動,每100萬光年,空間擴張速度增68公里每秒,到邊界時,退行速度高達幾億公里每秒,遠超光速,所以就算我們能瞬間跳到900億光年外,邊界還是會瞬間遠去,永遠追不上。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

還有個可能是宇宙不存在邊界,目前的數(shù)學模型里宇宙的曲率是0,這意味著宇宙時空是無限延伸的,如果未來曲率大于一,那么就有可能形成一個閉合球面,飛船最后只能回到奇點,但別忘了整個球體是在加速膨脹的,所以邊界仍然可望不可及。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

通過以上情況不難看出,到達宇宙邊界是一項很費時間的活動,而人類文明的時間也許并不充足,因為小行星撞擊,超新星爆發(fā),太陽氦閃,外星文明入侵,都有可能在短時間內(nèi)讓我們從宇宙中消失,也許根本來不及探索宇宙。

打開網(wǎng)易新聞 查看精彩圖片

人類這0.7級文明現(xiàn)在連太陽系都沒出,直徑930億光年的可觀測更像是一個抽象的概念,只能在理論上探討一下。