如果你拥有一艘飞行速度达到每秒1光年的飞船,超越光速3000万倍,你会觉得能轻松逃离宇宙。然而,尽管这样高的速度足以在地月之间仅需0.00000004秒,或在28小时内穿越整个银河系,但飞到可观测宇宙的边缘——约465亿光年的距离,却需在飞船中度过近1474年,甚至长于从中世纪到今天的时间。更令人失望的是,即便你达到那条边界,你依然无法触碰到真正的尽头。
在仰望星空时,许多人可能认为星辰是永恒存在的,然而实际上它们并不永恒。银河系的直径大约为20万光年,包含着1000到4000亿颗恒星,但每年仅约能生成3颗新星。此外,宇宙中95%的即将诞生的恒星已经存在,我们正处于造星时代的尾声。宇宙仍在不断膨胀,且这种膨胀速度正在加快。
银河系并不孤单,它与仙女座及其他数十个矮星系一起构成了本星系群,直径约1000万光年。这个星系群的外面是拉尼亚凯亚超星系团,而更远处则布满了无数的超星系团。可观测宇宙中大约有2万亿个星系,但即使你能够以光速旅行,绝大多数星系(94%)也将永远无法触及。 龙8头号玩家
这个事实让人震惊——原来宇宙有极限,且许多地方人类永远无法抵达。之所以不可达,是因为大爆炸后,宇宙经历了快速的暴胀,其微小的密度差异演变为现在的星系。而在更大的尺度上,宇宙的膨胀一直在进行,并且在加速。天文学家对这种加速现象的理解仍然有限,称其为暗能量,结果是在我们周围形成了一个宇宙学视界,视界外的物质因膨胀速度超越光速而无法再联系。
这样的视界有点像一个倒置的黑洞事件视界,包裹着我们。当我们观测到星系时,看到的是它们远古的模样,光经过数十亿年才抵达,而此时它们的位置早已改变。当你以1光年的速度飞到视界边缘时,根据哈勃定律,那里的空间膨胀速度已经是光速的3.2倍,尽管如此,飞船依然能够顺利穿越。
但穿越后,你看到的仍然是相同的星系和星云,没有墙壁或尽头。根据普朗克卫星的数据,宇宙是极其平坦的,意味着它是无限大的。无论你飞行多少年,窗外永远都有新星系出现。另一种可能是宇宙是“有限无界”的,就像地球表面一样,你一直向东走,最终又回到出发点。在这种情况下,努力飞出宇宙的结果可能是一次孤独的环游,最终回到太阳系。 龙8头号玩家
事实上,问“如何飞出宇宙”本身就是一个错误。宇宙是时间与空间的整体,根本没有“外面”。距离我们小于180亿光年的星系群仍有可能接触,但随着时间的推移,这一机会在逐渐缩小。就算是一个掌握星系能量的高级文明,要到本星系群外的玛菲星系群,光速也需要1100万年,因此人类在可预见的技术条件下不可能完成这样的旅程。
本星系群或许是我们这一物种所能归属的最大单位,进行星际旅行本身就是一个庞大的挑战。如果未来某天我们能开发整个宇宙的后院,也仅仅能覆盖可观测宇宙的极小部分。数十亿年后,星系将在引力的作用下合并为一个巨大的椭圆星系,而我们现在能够接触的信息将最终消失。
想象未来某个在新星系中诞生的文明,仰望星空,只能看到周围的星光,而外面的黑暗则是无尽的。他们无法识别宇宙微波背景,也不知大爆炸的存在,很可能认为宇宙是静止与永恒的。这就是我们与他们之间的最大差异:我们恰好生活在了一个可以同时看到过去与未来的窗口中。 龙8头号玩家
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