假如現在發明出速度達到一秒一光年的飛行器,能發現宇宙的邊緣嗎?

你的益達520


這是一個大大的偽命題,一秒一光年?誰給你這麼大的勇氣敢一秒一光年飛行?梁靜茹還是愛因斯坦?

我們都知道光速不可超越,任何有靜質量的物體都無法超越光速,但總會有人情不自禁不由自主地以各種方式“超光速”!

而現實的情況是,即使你真的能一秒一光年的速度飛行,你也發現不了宇宙的邊緣,因為宇宙根本沒有“邊緣”的存在!

根據宇宙大爆炸理論,宇宙是有限的,但有限的宇宙並沒有邊緣的存在,這就是所謂的“有界無邊”!

因為我們所處的宇宙並不是絕對的平坦的,而是相對的各種彎曲時空交織在一起的,意味著即使你沿著一個方向飛速形式,其實也只是沿著彎曲的時空在前進,最終不但到不了宇宙邊緣,還有可能回到你出發的原點!

還有一點,如果你能發現宇宙邊緣(假設存在),意味著你能輕而易舉飛出宇宙,你將不屬於宇宙,但你本身就是宇宙的一部分,你身體的每一個原子都屬於宇宙,所以你也將不復存在,這本身就是一個悖論!

所以,莫再去幻想這類不現實的“超光速旅行”!如果想“超光速”,理論上有間接的方法,比如曲速引擎和蟲洞!


宇宙探索


一秒一光年?這在現實情況中顯然是不可能的,因為這已經違反了整個宇宙的基本原理。

那如果我們假設真有一秒一光年的飛行器,到底能不能發現宇宙的邊緣?在我看來依舊是不能。

宇宙有多大?

宇宙有多大這是很多人都在問的問題,而有些人知道可能會說宇宙差不多是一個460億-470億光年為半徑的範圍。這句話其實也沒錯,但是我們需要了解的是這個概念只是可觀測宇宙的大小。


為什麼叫可觀測宇宙大小呢?因為對於人類來說這個範圍的宇宙就已經是人類觀測的極限了,在遠的話人類就已經無法看到了。因為光的速度已經不能追上空間膨脹的速度了。

當光在不斷前行的過程中,空間也不在膨脹,並且這個膨脹速度是可疊加的,當離我們足夠遠的地方空間膨脹速度超過光速的話,就意味著光線永遠不可能到達我們的眼中。


宇宙邊緣

其實對於宇宙真正的大小,形狀現在都沒有確切的說法,甚至還有人認為宇宙是沒有邊緣這一說法的。

所以哪怕一秒一光年光是走到可視宇宙邊緣都要4.6億年,況且我們也無法知道宇宙到底是什麼狀況。


科學認識論


狹義相對論不允許飛行器的局域速度超過光速,更何況是這種每秒一光年遠超光速的速度,這個速度高達光速的三千多萬倍。但另一方面,根據廣義相對論設想出的曲速引擎在空間中的運動速度可以超過光速,甚至還能利用蟲洞瞬間跨過巨大的空間。曲速引擎和蟲洞還只是停留在理論階段,目前根本不可能實現。

如果真的能夠發明出每秒行進1光年的飛行器,只要一個月的時間就能飛到250萬光年外的仙女座星系;只要不到1500年的時間就能飛行465億光年的距離,這是目前可觀測宇宙的半徑。雖然如果給予足夠的時間,這種超高速的飛行器可以飛到極為遙遠的地方,但能否發現或者抵達宇宙的邊緣不得而知。

465億光年外並不是宇宙的邊緣,那只是可觀測宇宙的範圍。距離我們更為遙遠的地方,還有更為廣闊的不可觀測宇宙。至於宇宙的不可觀測部分有多大,目前完全不知道。

有一種可能是,宇宙的不可觀測部分無限延伸,宇宙的大小是無限的。因此,無論速度多快,飛行器都不可能抵達宇宙的邊緣。

另一種可能是,宇宙的大小是有限的,但卻是無界的。這意味著無論在宇宙中以多快的速度運動,飛行器也不可能飛到宇宙的盡頭。而如果宇宙的幾何結構是閉合的,飛行器終將會飛回起點。

還有一種可能是,宇宙存在盡頭。雖然宇宙正在加速膨脹,使得足夠遠的星系會以超光速遠離而去,但這種飛行器的速度遠遠超過空間膨脹的速度,所以它是能飛到宇宙的盡頭。


火星一號


光年,光飛一年,你飛一秒,這是質的飛躍。

也就是說,從這裡飛到距離我們最近的大星系仙女星系只需要254萬秒,也就是705.5個小時,看樣子很快很快嘛。

但是這樣嗎?

如果是去往NGC 5457星系呢(俗稱風車星系,因為它的外形形似風車),它距離地球2100萬光年,所以這艘飛行器開過去需要2100萬秒,也就是5833個小時,也就是243天。

2100萬光年是挺遠的,但是在宇宙的尺度上,並不遠。

如果去往10億光年之外呢?

飛行器需要10億秒,也就是31.7年。可是我們人類可以觀測的到的宇宙範圍半徑就在465億光年了,飛行器飛出這個可觀測範圍需要1474.5年。

科學家目前不清楚宇宙的實際範圍到底會有多大,但若是以題主的這個強制條件來看的話,雖然不快,沒有瞬移快,但是也不慢了,畢竟只需要千年的時間就可以衝出可觀測宇宙。

如果宇宙有邊緣的話,那麼駕駛這樣的飛行器飛行一萬年的時間是有可能飛到宇宙邊緣的。

如果飛到了宇宙邊緣,由於宇宙的邊緣正在發生著超光速膨脹,在最邊緣的那裡可能會超過你的飛行器的速度,你可能會看到這樣的畫面,你的這一頭是繁星點點的,而那一頭則是無盡的黑暗。

這種飛行器未來會有嗎?

可能會有,如果人類真能夠抵達高維,那麼從高維中是可以在任意時間任意地點出現在三維世界中的某一處,這看起來與傳說中的瞬移差不多。

個人淺見,歡迎評論!


科幻船塢


大家都在談宇宙有多大,一秒一光年得飛多久,用上加減乘除努力計算,而忽略了相對論原理帶來的實際情況。目前來看,有兩點是不可忽視的:

1.其實只要能達到標準每秒30萬公里,不需要一光年,你自己在有生之年肯定能到宇宙盡頭,根據相對論原理,當你的飛行器達到絕對光速時,飛行器與外面的參照系的時間相對發生停滯,這時不管外面時間過去多久,在飛船裡的你就是一瞬間,宇宙讓你到達宇宙邊緣也是分分鐘的事,只是當你達到或超過絕對光速時,你可能看不到宇宙中光成像的實物,在你眼中的應該是一片片與你平行或向後退的光線。

2.如果要讓你和你乘坐的飛船加速到光速(不用超過),估計把宇宙中的能量都彙集起來都不夠,E=MC²就可以算出,一艘飛船加你至少半噸以上吧。還有,即使有方式讓飛船達到了標準光速,估計你得把地球人害慘了,一個半噸重飛船達到光速那一瞬間,能量衝擊會摧毀整個太陽系及相鄰恆星系。

所以,不要去過多思考這問題了,會把人想暈想得脫離現實的,明天的菜米油鹽醬醋茶才是王道!




愛旅遊的靜哥哥


一秒飛行一光年,何止飛到宇宙邊緣,簡直是要上天了,這已經超脫了宇宙的規律,不被宇宙所允許,是永遠也不可能發生的。

依據宇宙膨脹等現象,宇宙可能是有限但無邊的,有限是因為宇宙產生才138億年,就算膨脹也還是有限的,但觀測顯示距離越遠的星系遠離銀河系的速度越快,宇宙中又有時空彎曲現象,範圍又如此之廣泛,無論向著哪個方向可能都無法到達宇宙的“邊”上,甚至有可能從宇宙中的某個位置出發,經過無數歲月後又會回到這個地方,也就沒有“邊界”,沒有邊何談飛到宇宙邊緣?

光速約30萬千米每秒,這是經過嚴密測量測出來的,最初的科學界不知道光如何保持這麼高的速度,但按照光傳播造成的現象,認為光是沿直線傳播的,可後來的觀測顯示宇宙時空彎曲真實存在,時空都是彎曲的,光又如何直線傳播?光是沿著空間中的最短距離傳播,引力透鏡就是科學家利用天體周圍時空彎曲使光彎曲的現象觀測遙遠天體。根據現有觀測和理論,光速不可超越,要達到接近光速的速度耗費的能源宇宙都可能撐不起。

現今可觀測宇宙930億光年,或許只是整個宇宙的很小一部分,只有在遙遠的未來,當人類勘破眾多宇宙奧秘之後,才能從更宏大的角度觀測宇宙,或許能知道宇宙的具體形狀。


來看世界呀


之前看過很多超光速的提問,這個問題是最狠的,每秒一光年大約是光速的三千萬倍。按照現在的主流觀點認為宇宙誕生於138.2億年的奇點大爆炸,現在的可觀測宇宙直徑在920億光年~940億光年之間。

如果每秒一光年的速度,再算上宇宙的膨脹速度,大約需要1500年可以到現在觀測的宇宙“邊緣”。但是目前來看有靜止質量的物體達不到光速,這是理論上的不可實現,而不是技術上的。


但是目前針對宇宙邊緣的問題人類知之甚少,有觀點認為宇宙是有界無限的,舉個簡單的例子就像是一個球體,在表面上運動永遠都是無盡頭的,但是從整體上看這個球體是有邊界的。也就是說我們從一個點出發,即使速度再快也永遠到不了邊界,還很有可能回到出發點。以上的模型還可以用愛因斯坦的廣義相對論來解釋,宇宙總質能使時空彎曲成球形。

總的來說人類關於宇宙依舊是知之甚少的。


以上是我的回答,歡迎關注我們:科學黑洞,一起科學看世界!


科學黑洞


一秒一光年。。。太恐怖了。但能不能到達宇宙邊緣,我們得先確定宇宙有沒有邊緣,其次是這個邊緣離咱們有多遠。

首先要確實一下這個每秒一光年的速度怎麼實現的,類似於普通加速那種(比如火箭)方式是不可能實現的,因為已經被相對論所限定了,永遠不能達到光速。那麼題目中的每秒一光年只有通過類似於蟲洞旅行的方式來完成了。



其次,我們再來看看宇宙有邊嗎?這個問題說實話,人類只有理論上的推測,並沒有實際證據。按照大爆炸模型,宇宙誕生於138億年前,隨後邊開始了膨脹過程,直到今天都沒有停歇。按照有限無界模型,我們的宇宙是沒有邊界的,可以類比作一個球面,可以在上面無限的走下去。


最後再說一下可觀測宇宙的邊緣(注意,可觀測宇宙是宇宙中的一部分),這是一個直徑920億光年的球狀宇宙,如果按照一秒一光年的速度,走完直徑需要耗費2900多年,也就是到達可觀宇宙的邊緣。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


一秒一光年,已經是光速的3千萬倍了。如此快的速度,只需要1459年的時間就可以達到可見宇宙的邊緣。至於到達整個宇宙的邊緣,那就得看整個宇宙有多大以及宇宙邊緣的擴張速度了。



不過,就以目前我們掌握的宇宙信息來看,大概率是可以達到整個宇宙邊緣的。我們的宇宙誕生於138.2億前年的一次奇點大爆炸,之後宇宙有過一段時間的超光速擴展,即暴脹階段。也正式因為這次暴脹,才促使我們的宇宙僅僅誕生了138.2億年,大小卻已經超過了920億光年(可見宇宙大小)。



宇宙暴脹結束之後,雖然仍在加速擴展,但擴展速度卻比較慢了。大部分區域的速度都是小於光速的,只有宇宙邊緣的速度可以達到甚至超過光速。當然了,這種超過光速的速度並不高,因為哈波常說並不大。所以,我們以光速3千萬倍的速度向宇宙邊緣航行,大概率是可以達到宇宙邊緣的,只是時間比較久而已。可能需要上萬年,甚至上億年。



當然了,常規的超光速在我們宇宙中是不允許的,但是利用曲速引擎是可以實現超光速飛行的。這種形式的超光速利用的是壓縮和伸展空間進行的飛行,所以並不違反相對論也不會導致時間膨脹效應。只不過即便是一秒一光年的速度,想要達到宇宙邊緣需要的時間也極其漫長。相對於人類百十年的壽命,如此長時間航行,真的需要極大毅力,像愚公移山一樣世世代代飛行下去才行。


科學探秘頻道


都知道,相對論是禁止有質量的物體超越光速的。但有一種理論上的飛行器是可以超越光速飛行的,這就是曲速引擎。
圖:曲速引擎示意圖

宇宙大爆炸發生於138億年以前,而目前我們觀測到的宇宙有930億光年的直徑。這就說明了宇宙空間的膨脹速度可以超越光速。而且這並不違背相對論。曲速引擎就是利用這一點實現超光速飛行的。

這種構想中的飛行器會在周圍構建一個正常的空間“氣泡”,然後擴張飛行器後面的空間,壓縮飛行器前面的空間,是飛行器所處正常空間被拉向前方。這種飛行器目前還不能夠製造,甚至是在理論上都還存在缺陷。

圖:每一個亮點都是一個星系

但即使是我們能夠製造這樣的飛行器,也可能到達不了宇宙的邊緣。因為這個宇宙的形狀可能就制約了人類的這種設想。

圖:宇宙可能的三種形狀

我們宇宙有3種可能的幾何型態,這決定了宇宙是否是扁平態、開放態或封閉態,這也決定了宇宙最終的命運。

我們很可能是無法到達宇宙的邊界的,因為目前的宇宙模型是沒有這個邊界的。這就像一個人無論在地球上走多遠都無法到達地球的邊界一樣,只會圍繞著地球一圈一圈的走下去。


分享到:


相關文章: