达到光速10亿倍的飞船就能飞到宇宙边缘吗?

韩圣剑


按现今的理论,宇宙起源于138亿年前的一场大爆炸。并且现在的宇宙在不停的膨胀中,而宇宙膨胀的速度当然远远超过光速。随着宇宙在不停的膨胀,人们可以观测到的宇宙也在不停的变大。


宇宙有多大?

其实关于宇宙有多大目前来说根本没有一个具体的数据,只能通过目前的观测得到数据去推算宇宙的大小。直到今天,人类可观测的宇宙体积直径也才930亿光年,剩下的部分就是不可观测宇宙。而对于宇宙实际直径的大小这数据差距也非常的大,从上万亿光年到几千光年都有,目前比较科学的预估直径约在1600亿光年左右,宇宙理论上是存在边界的。但随着宇宙在不停的膨胀,宇宙的直径也一直在改变。我们总是觉得宇宙浩瀚无垠,无穷无尽,并不是宇宙没有边界,而是我们人类太过渺小。

如果用速度可以达到光速的10亿倍,可以飞抵宇宙边缘吗?

光速可以说是宇宙第一速度,根据爱因斯坦的相对论没有任何物质能超过光速。光速达到每秒30万公里,而10亿倍光速则速度已经达到了3x10^14 KM/S,且不说目前没有技术可以达到这个速度,在未来一千年之内估计都很难能达到。当然,如果按照目前的认为宇宙大小为1600亿光年,当然可以到达宇宙边缘,所需要的时间大概要160年。要知道,按照目前人类所能研发的最快飞行器要飞到宇宙边缘的话,需要的时间为50万亿年。

宇宙究竟有没有存在边界我们不得而知,如果宇宙存在边界,那么边界之外又是什么?人类目前科技还没有能力进行星际旅行,探测器旅行者一号自1977年发射到2018年才脱离太阳系。随着科技的发展,人类对宇宙的认知也会在不停的加深。


猪蹄大人实验室


依据题主的问题解答,解答前先了解两个问题。

一个是光速10亿倍能飞到宇宙边缘吗?,第二个是宇宙边缘

回答问题前,我们先声明,目前的研究说明,任何静质量不为零的物质无法到达光速,高速物质运动严格符合爱因斯坦狭义相对论,讨论物质到达光速和超过光速不现实,也没必要,这个我们要清楚。

现在我们就假设成立,先回答第一个问题:

光速10亿倍飞船能不能飞到宇宙边缘?这个问题很简单;

答案是可以的但是又不可以,为什么?

说一定可以:是因为如果建立在宇宙是固定的状态,任何固定状态的广度,只要有速度,那么终有一天能到达宇宙边缘,只是这个时间会很久。

说不可以:是因为如果在爱因斯坦是广义相对论解释宇宙是有限无边的宇宙,如果我们朝着一个方向飞行,那么最终在宇宙是固定尺度的情况下,会从另一边回到原来的地方,因为它是一个有限无边的球面,所以我们无论多快的速度都无法到达宇宙边缘,因为没有边缘。

宇宙随时在扩张,这个宇宙的边缘取决于离我们多远,离我们越远,膨胀速度越快。

根据哈勃定律,离我们越远的宇宙边缘,膨胀速度越快,甚至超过光速,那么我们可以设想,是不是存在某个距离,宇宙膨胀的速度甚至能超过10亿倍光速?

如果真的存在,那么毫无疑问,我们永远无法追上,就算没有这样的膨胀速度,那么我们又会回到上面的解释,要么宇宙是固定状态的需要一定时间能到达边界,要么是爱因斯坦的解释那样我们永远不可能到达边界,因为我们会在另一边回到原来的位置,就像是二维蚂蚁走球面走莫比乌斯环,最终还是会回到我们的最初位置。


热点追踪部


我觉得看到这一类问题本质上是想问:宇宙之外到底是什么?

关于这个问题,我们可以来简单地拆解一下。

10亿倍光速的飞船

首先,根据相对论的光速不变原理,我们知道物质,信息,能量的最快速度是光速。所以,超光速是万万做不到的,而且由于运动会改变物体的质量,当加速到接近光速时,所需要的能量是十分巨大的,如果真的做到了,那爱因斯坦的棺材板可能真的要压不住了,而到了那时,相对论也将会被证伪,20世纪缔造的物理学大厦的一个台柱说倒也就倒了。

当然,为了满足题主的好奇心,我们就假设可以达到这样的速度。

宇宙空间的形状

那接下来的问题就是,10亿倍的光速够么?目前,我们所知道的是,宇宙正在加速膨胀,而且这个速度已经远远超过光速。而可观测宇宙直接是930亿光年,这还只是整个宇宙的一部分,整个宇宙要比可观测宇宙大得多得多,所以仅仅要走出可观测宇宙,你至少都需要46.5年(这还是不考虑空间膨胀的情况,考虑会更久),可能你会说为啥不考虑高速状态下的时间膨胀呢? 问题是都超光速了,相对论就被证伪了,哪还有什么时间膨胀了?

而要飞到宇宙的边缘,这个数字一定要比46.5年大得多得多。所以,10亿倍光速其实不太够用。

假设,你的飞船不止10亿被光速,可以想多快就多快。那能不能呢?

答案是,也不可能。

这是由于宇宙空间形状决定的,如果宇宙是一个封闭的球状,那你飞得再快,也好比是飞机在地球上飞,绕个圈又回到了原地,因为这时候的宇宙是有界无边的。

当然,宇宙还有可能是马鞍形或者平坦的,如果是这样,宇宙不仅无边,而且还是无界的。也就是说这两种情况,宇宙是无限大的,更谈不上宇宙的边界在哪里,你无论咋飞,都飞不到。

按照目前的观测结果来看,更偏向于宇宙空间是平坦的结果。所以,宇宙可能是无限大的。也就是说,根本不存在宇宙之外的事情。


钟铭聊科学


简单的回答是:首先抛开命题是否可行,我们并不知道宇宙具体多大,如果以现有理论认为宇宙至少是可观测宇宙(直径280亿秒差距)的1500万倍,那这个速度是可以追上宇宙膨胀速度的。

我们知道光速在某种意义上并不是最快的,至少宇宙膨胀速度比光速还快。

这似乎很不合理,狭义相对论告诉我们,没有什么的速度能超过光速。

但天文学家们总是想法设法搞砸我们觉得舒适的认识。因为他们观测到:一些星系正在远离我们,速度比光速还快

宇宙膨胀说

我们生活在一个不断膨胀的宇宙中,平均来说,星系之间的距离每天都在变远。

在一般膨胀之上有一些轻微的运动,导致诸如仙女座星系朝着银河系的碰撞方向前进(仙女座星系和银河系40亿年后将碰撞)。但总的来说,星系之间的距离越来越远。

这种膨胀的一个关键特征是它的均匀性。想象一下,一群人站在一个数轴上,每个人之间间隔1米,以中间那个为人0,两边分别为人1和人-1,以此类推,如图:

然后延伸这条数轴,每个对应左右两边的人都是相同速度。站在中间的人0,会正确地观察到他的“宇宙”正在膨胀,任何在数轴上的人都会慢慢地远离他。

假设数轴延伸速度为每秒1米,人1和人0之间的远离速度就是1米每秒,每个人和自己对应的左右两边的人都是相同速度1米每秒,但是人0和人10 之间就不一样了。

当数轴开始延伸,每个人之间的距离扩展到2米,人0和人10之间却扩展了20米,本来他们之间距离是10米,1秒内扩展到了20米,可以计算相对于人0,人1的速度为10米每秒,而且距离越远这个速度就越快。

现在把这个小理论放到宇宙范围,在距离我们150亿光年外的星系,远离我们的速度已经超过光速。

宇宙膨胀速度

2018年7月,有哈勃太空望远镜和盖亚太空望远镜的最新测量结果显示,附近的膨胀速度为每秒73.5公里每百万秒差距(1百万秒差距是326光年)。(感兴趣的小伙伴可以查询下秒差距具体怎么算,也可以关注怪罗科普)

这意味着如果你观察距离我们100万秒差距的星系,它将以73.5千米/秒的速度远离我们。如果你观察一个200万秒差距呢外的星系,它会以147千米/秒的速度离开。

三个百万秒差距呢?你得到的是220.5公里/秒。以此类推:每百万秒差距,你可以给遥远星系的速度增加73.5千米/秒。

总结

那么这个问题就很好解答了,据称不可观测宇宙是可观测宇宙(930亿光年=280亿秒差距)的至少1500万倍,而光的速度是30万公里每秒。

通过简单的计算就可以知道,最远点的速度是1543.5公里每秒的10亿倍,这个速度还远没有达到光速的10亿倍。所以到达这样的宇宙边缘是时间问题,甚至宇宙的膨胀速度可能会逐渐变小。

虽然这个命题是不可能实现的,但是算一下这些东西,还是蛮有意思的,也能让人更加了解宇宙。

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怪罗科普


时空结构我们还不了解。我们生存其中的空间维度在本质上是什么样的?平行空间到底有多少?就像我们从平原驱车前往高山地区;或者是从温暖的热带前往酷寒的北极地区,我们有必要对,所前往的区域有全方位的了解。


宇宙的边缘在哪里?迄今为止,人类极尽一切观测手段和想象力也只是弄清了,宇宙过去的一百三十几亿年的时光,推测宇宙的范围大概几百亿光年。我们要想飞到宇宙的边缘,那就要弄清宇宙大尺度穿越需要了解的任何知识,否则天知道我们在以10亿倍光速飞行的过程中会遇到什么?就像我们乘高铁时,即使高铁的速度超过300公里,我们也绝对不会惊慌,因为不论是车速,还是运行轨迹,完全在可控的操作中。




10亿倍光速(这个想象力好有勇气!)是否能够一直向着宇宙的边缘飞行?直线飞行在我们认为正确的线路上?在大尺度宇宙中,这似乎不像我们想象的那么容易。在高纬度的空间,很大可能是没有简单意义上的大尺度的直线。况且真的是这样,我们怎么保证自己不迷路?星际探索可能会恶化成“星际迷航”。比陷入莫比乌斯环中的蚂蚁更可怜的境遇(迷宫)……


如果考虑到多维空间,可能会让我们无法实现10亿倍的光速飞行,因为那样有可能会导致我们陷入从空气中一头扎进海洋里的情况,实际的状况可能要比这复杂得多,不只是穿越不同密度的物质这么简单。冒失的误闯也许会撞的粉身碎骨,也许会永远留在那个怪异的空间,被困住不得脱身……

所以,出行要谨慎,三思而后行!


星光之霖


说到速度(○゚ε゚○)不得不提到时间和空间,有一种说法说时间可能不存在或者说是错的,之所以我们看不到是行为我们的科技水平有限,那为啥说它是错的或不存在呢?因为时间空间概念是人们为了加强对时空了解强加上的一个数据参照,为了更好的认知而设定的,显而易见这个设定效果还是很不错的,让我们冲出地球俯瞰太空,可一旦突破瓶颈这个设定就不够看了,我们现在知道宇宙有一维二维三维甚至四维以及更高的纬度,在某一纬度中看似合理有用的科技知识放到更高纬度时就无法解释好多问题,就像用孩子的思维考虑大人的问题!辣么在广阔的宇宙中时间,空间,用我们现有认知也许是错的,它只是我们便于记录计算我们经历的一个工具,这个工具是人们用已知科技推导未知领域的依据那就会被误导,所以说其存在谬误!那么假设成立,我们已知时间和空间是错的,哪个是对的呢?对了的话是不是不需要考虑时空而是可以直接破除障碍令人类直接跨越时空到达另一高度或纬度而直接了解更广阔的天地呢?这就需要人类发挥充分想像与学识打破知识壁垒从而将人类由人变神,探索更多未知,知识也好科技也罢,无所谓仙凡只要方法到了就一切迎刃而解,所谓的宗教信仰科技知识都是某一标签儿,只要能给人类带来发展的都视为文明进程的燃料与助力,想打破天地牢笼,首先要有足够的寿命!其后是要有足够牢固持久的承载工具,最后是强大的动力来源!其中还要考虑工作生存环境与心理问题!只要解决这几样,即使科技水平还在二维与三维之间也有机会够到四维的边缘,到那时人类发展才刚刚开始,不过我们这一代也许看不到了(*^▽^)/★*☆


老梁0451


目前来看,速度并非是飞出任何事物的充分条件。正如问题中所说,以10亿倍光速能飞到宇宙边缘吗?且不说10亿倍光速有没有意义,即使可以10亿倍光速,还有一个重要的前提,那就是宇宙一定要存在边缘,如果你没有边缘,无论多高的速度都飞不到那里!

而如今科学探索研究的结果恰恰表明了宇宙是没有边缘的,即使宇宙是有限大小的!如何理解?

这主要涉及到我们所处的时空结构并不死绝对的,而是相对的,各种弯曲交织在一起,任何形式的飞行都只是沿着时空的结构在飞行,这意味着不可能有力绝对的直线飞行,因为时空结构是弯曲的,甚至撕裂的!

这意味着什么?无论你如何飞行,以多快的速度飞行,你都只是沿着弯曲的时空结构在飞行,最终不但不可能到达所谓的边缘,理论上会回到你出发的原点,一切从头再来!

所以,对于类似如何飞出宇宙这样的问题,速度已经不再重要,1米每秒的速度与一亿倍光速的速度其结果是一样的,那就是无论如何飞不出宇宙,也到达不了宇宙边缘!

最后说一点,,10亿倍光速的速度也没有任何意义,任何问题都要符合逻辑符合事实,而不是在一个狭隘的空间里去幻想!


宇宙探索


宇宙是什么?宇宙有没有边缘?关于宇宙的问题,一直困扰着大家。爱因斯坦论点是人类受制于自身认知缺陷,只能用平面感官视角窥探宇宙,而真正的宇宙是立体的无起点空间。霍金在这一理论的启发之下,提出了宇宙“有界无边”的观点,认为宇宙无穷大,其体积也无穷大。宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一,宇宙是的物质世界不依赖于人的意志而客观的存在,在时间上宇宙是没有开始和结束,在空间上宇宙的边缘似乎没有任何的尽头。并且宇宙是多样又统一的,多样就是物质表现状态的多样性,然而统一是在于其物质的本性,宇宙是由空间、物质、能量、时间所构成的统一体。所以如题所说,即使速度达到光速10亿倍或者更快,但是没有从更高的维度来展望,仅仅从人类的维度来思考这个问题是没有结果的。除非我们能跃迁到更高维度上去,否则都被局限在我们所认知的宇宙里。宇宙的大小或者边缘只是低维度的生物用来了解世界观的方式。就算拥有极限的速度,但走着走着,很快就会发现周围没有参照物了,速度也不存在了,感觉不到运动了,什么都没有了,时间被定格了。等你回到原先的地方,已经不是原先的地方了,原先的宇宙已经不是这个时间节点了。所以意识决定物质,世界上的生命不断死亡,繁殖,死亡,最后灭亡,一切毫无意义。爱因斯坦曾说:“科学的尽头就是神学”,连牛顿花费半生的时间去研究神学,神学的一切是虚无缥缈的。宇宙间真的存在一位造物者吗?我们究竟从何而来,又将往何处去?特斯拉相信统一宇宙是物质和精神的结合体,我们只不过是一个被赋予了运动、情感和思想的宇宙力机器。难道人类一直在被安排好的,这一切都是虚无的,难道我们一直生活在虚拟的世界里面么?这个脑洞很大啊。


环球科幻


总有同学痴迷超光速啊。这个问题其实包含了两个知识点,一个是光速10亿倍能否达到?另一个是宇宙有无边缘?我们分开来说说。

超光速的后果

科学家首先不答应。现代的物理学两大支柱,一个是相对论,另一个是量子力学,他们共同支撑起现代科学的根基。一个管宏观宇宙,另一个管微观世界。而有静止质量的物体无法超越光速,或者说真空中物质光速不可超越,是这两者的根基所在。如果光速一旦被超越,则基本上过初中以上的人,得回学校重新念物理,你说得有多崩溃!


根据目前的相对论,物体速度越快,它的质量越大,那么它要增加自身速度时,需要的能量就越大,例如一颗子弹,如果它需要达到光速的99.9999999999%时,它所具有的惯性阻力将相当于一辆重型满载的货车,所以,不管我们怎么努力,我们永远也征服不了最后一位小数,使得速度等同于光速——这个宇宙所有速度的上限,更不要说超越它了。

宇宙的边缘

很多同学听过宇宙大爆炸,又加上宇宙膨胀学说的兴起,有一个概念可能大家绕不过去,就是宇宙既然有开始,然后又在膨胀,那么,它会不会是一个球一样,也有边缘之类的呢?这是一个很容易出现误导的观点。因为大家习惯将自身置于其外来观察事物,而不习惯把自己置身其中来思考,有句诗形容得很贴切“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。

咱们作为三维生物,在三维大宇宙之中,是从内向外进行观察的,并没有办法一睹空间全貌。而从这个角度来看,除非咱们能掌握第四个维度,跳出三维宇宙之外,否则,宇宙对于我们人类来讲,是有限而无边界的——不存在宇宙的边缘。

假如符合题主又如何?

题主不服气,科学不可以脑洞吗?那也行,咱们来脑洞一把吧。

其实无需要光速10亿倍,只要达到光速,就足够了。光速中,时间已经停止,你就是一切,你想去哪里都无所谓,反正只有无限延伸的空间和距离,但是并不耗费你自己的时间,你就是永恒。

但是宇宙膨胀的速度,按照目前的估算,随着行星距离的增长而成正比,空间的速度,在可观测宇宙之外,估计会超过光速。那么,你可能会达到创生的边缘,见证符合我们宇宙定理的空间诞生。可这也不是宇宙的边缘,只是可以符合观测定理的宇宙的边缘而已。

结语

世界很宏大,人类很渺小;努力吧,少年。


猫先生内涵科普


  首先,宇宙到底是否有边缘还是未知数!个人认为应该是没有边界的。因为宇宙是包含了自然界所有事物的。如果有边缘,则边缘外部又是什么呢?它也应该包含在宇宙中才对啊!

  其次,目前人类认为可视宇宙直径经为930亿光年。如果按题主题的假设速度,则从可视宇宙中心到达边缘大概需要93年。因此,只要人的寿命能达到93岁以上,从出生开始就不间断地朝可视宇宙的某一方向飞行的话,就能到达可视宇宙的边缘了。

  关于宇宙的相关问题可进一步查阅本人的以下文章:


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