當(dāng)你夜晚仰望星空,看到那些閃爍的星星時,你是否意識到,你看到的并不是它們的現(xiàn)在,而是它們的過去?
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那顆明亮的天狼星,你看到的是它 8.6 年前的樣子,那顆巨大的參宿四,你看到的是它 640 年前的影像,而那團模糊的仙女座星系,你看到的則是它 254 萬年前的幽靈,這一切都源于宇宙中那把最殘酷的尺子:光年。
我們在科幻小說里聽?wèi)T了“光年”這個詞,仿佛它只是一個普通的計程單位,但在天文學(xué)家和物理學(xué)家的眼里,這個單位代表著一種深不見底的絕望。
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1光年約等于9.46萬億公里,這是一個人類大腦無法直觀理解的數(shù)字,也是一道將人類文明死死鎖在太陽系內(nèi)的無形監(jiān)獄。
光速約為 30 萬公里/秒,在地球這個尺度上,光速就是“瞬間”,光一秒鐘可以繞地球赤道 7.5 圈,你眨一下眼,光已經(jīng)跑了 6 萬公里,現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的光纖通訊,讓我們覺得世界是同步的,因為信息在地球兩端跑個來回也只需要零點幾秒。
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但是,一旦我們將視角拉大到太陽系,光速就開始顯得“氣喘吁吁”了,光從月球跑到地球,需要 1.3 秒,光從太陽跑到地球,需要 8 分 20 秒,光從海王星跑到地球,需要 4 個小時。
如果你是一個不知疲倦的超人,以 5 公里/小時的速度不吃不喝地走,走完 1 光年,你需要 2.16 億年,哪怕你在恐龍剛誕生的三疊紀就開始走,到現(xiàn)在還沒走完。一架波音 747,時速 900 公里,飛完 1 光年,需要 120 萬年,這意味著,人類從學(xué)會鉆木取火到現(xiàn)在,這點時間只夠飛機飛個零頭。
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旅行者1號是目前飛得最遠的人造物體,它于 1977 年發(fā)射,已經(jīng)在太空中狂奔了 47 年,它的速度極快,達到了 17 公里/秒,但它現(xiàn)在距離地球只有240 億公里,換算成光年,這僅僅是 22 光時,要讓旅行者 1 號飛完 1 光年,它還需要再飛 1.7 萬年,而要飛到距離我們最近的恒星比鄰星,它需要 7.4 萬年。
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讓科學(xué)家感到絕望的,不僅僅是距離本身,而是宇宙的空曠,在銀河系中,恒星之間的平均距離大約是 4 到 5 光年,比鄰星距離我們 4.22 光年,如果連這一步都跨不過去,什么銀河系帝國、星際聯(lián)邦,統(tǒng)統(tǒng)都是癡人說夢。
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為了跨越這 4.22 光年,科學(xué)家想盡了辦法,目前最激進的計劃是霍金生前支持的“突破攝星”計劃,利用巨大的激光陣列,推動幾克重的“納米飛船”,將其加速到光速的 20%,即便如此,飛到比鄰星也需要 20 年。
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再加上數(shù)據(jù)回傳的 4 年,我們需要等待 24 年 才能看一眼鄰居的照片,而且這只是幾克重的芯片,要送一個大活人過去,以目前的物理學(xué)認知,需要的能量可能要消耗掉整個地球的能源儲備。
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即便我們不考慮肉體穿越,只考慮通訊,光年這個單位依然是文明交流的噩夢,假設(shè)我們在 100 光年外發(fā)現(xiàn)了一個擁有智慧的外星文明,如果你發(fā)一條微信給他們:“你好,地球人想和你們做朋友。”
這條信息以光速飛行,100 年后才能到達,那時候,發(fā)信息的你早就成了骨灰,甚至你的孫子都去世了。
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假設(shè)外星人很友好,立刻回復(fù):“好的,我們加個好友。”
這條回復(fù)又需要 100 年 才能傳回地球,一來一回,200 年 過去了,地球上已經(jīng)換了七八代人,朝代都可能更替了好幾輪。
光速的限制,導(dǎo)致宇宙中的文明注定是“孤獨的島嶼”,我們可能知道彼此的存在,但永遠無法進行有效的對話,我們在對著深淵呼喊,聽到的回聲卻來自幾個世紀后的未來。
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有人會問:“難道我們就不能超過光速嗎?制造曲速引擎?”
這就撞上了物理學(xué)最堅硬的墻壁,愛因斯坦的狹義相對論,當(dāng)一個物體的速度越接近光速,它的動質(zhì)量就越大,想要推動更重的物體,就需要更多的能量,當(dāng)你試圖無限接近光速時,物體的質(zhì)量會趨向于無窮大,所需的能量也趨向于無窮大。
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這意味著,除非你本身沒有質(zhì)量,否則你永遠無法達到光速,更別說超越它,目前的物理學(xué)沒有給超光速旅行留下任何顯而易見的后門,蟲洞是數(shù)學(xué)游戲,現(xiàn)實中維持蟲洞所需的“負能量”至今只存在于理論中,曲速驅(qū)動,需要改變時空結(jié)構(gòu),所需的能量密度可能相當(dāng)于把一顆木星瞬間轉(zhuǎn)化為能量。
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所以在可預(yù)見的未來,甚至在物理學(xué)發(fā)生顛覆性革命之前,“光年”就是囚禁高等智慧生物的枷鎖。
最后讓我們把視角拉到極致,1 光年讓我們絕望,那宇宙有多大?
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銀河系的直徑是 10 萬光年,可觀測宇宙的直徑是 930 億光年,在這個尺度上,光年已經(jīng)不夠用了,更恐怖的事情發(fā)生了:宇宙膨脹,在足夠遙遠的距離上,空間的膨脹速度超過了光速,這意味著,那些位于 140 億光年 之外的星系,它們發(fā)出的光,永遠、永遠 追不上地球。
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它們正在以超光速遠離我們而去,對于我們來說,它們雖然在那個時刻存在,但它們已經(jīng)從我們的宇宙中“消失”了。我們永遠看不到它們,永遠聯(lián)系不上它們,每一秒鐘,都有無數(shù)的星系滑落到我們的“宇宙視界”之外,永不復(fù)返。
如果不打破光速的限制,人類不僅出不去,甚至連看都看不全這個世界,但換個角度想,這種絕望也是一種保護,正因為光年如此難以跨越,黑暗森林中的獵手才難以輕易發(fā)現(xiàn)我們。
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我們在這個偏僻的、孤獨的、難以觸及的角落里,雖然寂寞,但也安全,當(dāng)你下次再談?wù)摗耙还饽辍睍r,請記住,那不是一個簡單的距離,那是時間和空間的深淵,是我們目前無法逾越的嘆息之墻。
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