研究發(fā)現(xiàn)：宇宙中98%的星系，已經(jīng)永遠(yuǎn)和地球失去了聯(lián)系

目前人類已經(jīng)能夠走出地球探索宇宙，這說(shuō)明人類科技發(fā)展的速度是非常快的，當(dāng)人類走出地球看到宇宙以后，人類的好奇心被浩瀚的宇宙所吸引，人類想要知道宇宙到底有多大？在宇宙中是不是還存在其它生命？

帶著這些疑問(wèn)，人類走上了探索宇宙的道路，從最直觀的可觀測(cè)宇宙來(lái)說(shuō)，它的范圍是以地球?yàn)橹行模怨庠谟钪嬲Q生至今傳播的距離半徑的球形區(qū)域，宇宙的年齡大約是138億年，但是由于宇宙自身在持續(xù)膨脹，這個(gè)半徑并非138億光年，而是精確測(cè)算出的465億光年，這意味著我們能夠觀測(cè)到的宇宙直徑大約是930億光年，這個(gè)數(shù)字背后，是光穿越了百億年的時(shí)空才能夠抵達(dá)地球的遙遠(yuǎn)信號(hào)，在這片區(qū)域內(nèi)，包含了至少2萬(wàn)億個(gè)星系，每一個(gè)星系又擁有千億顆恒星，我們身處的銀河系，只是這些龐大星系中的一員，根據(jù)科學(xué)家的研究我們能夠知道，銀河系的直徑大約是10萬(wàn)到18萬(wàn)光年，以人類目前最快的探測(cè)器速度，想要橫穿銀河系，也需要數(shù)億年的時(shí)間。

而太陽(yáng)系在銀河系中的位置，距離銀河系中心大約有2.6萬(wàn)光年，就如同沙漠中的一粒沙子，距離銀河系最近的星系，距離大約254萬(wàn)光年，是肉眼可見(jiàn)的最遙遠(yuǎn)的星系之一，我們現(xiàn)在看到的仙女座星系的光芒，是它在254萬(wàn)年前發(fā)出的，那時(shí)候的人類還處于猿類階段，而可觀測(cè)宇宙之外的區(qū)域，被稱為不可觀測(cè)宇宙，這部分的范圍至今無(wú)法準(zhǔn)確界定。一方面，宇宙膨脹的速度已經(jīng)超過(guò)了光速，那些遙遠(yuǎn)區(qū)域的天體發(fā)出的光，永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)地球；另一方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類的觀測(cè)極限也在不斷延伸，或許未來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)更多超出當(dāng)前認(rèn)知的宇宙空間。有理論推測(cè)，不可觀測(cè)宇宙的范圍可能比可觀測(cè)宇宙大得多，甚至可能是無(wú)限的。

由于宇宙在不斷的膨脹，所以科學(xué)家認(rèn)為，在這2萬(wàn)億個(gè)星系當(dāng)中，有百分之98的星系，實(shí)際上已經(jīng)和我們徹底失去了聯(lián)系，它們位于我們的宇宙視界之外，不僅現(xiàn)在無(wú)法抵達(dá)，即使我們以光速飛行，也永遠(yuǎn)無(wú)法追上他們，宇宙膨脹對(duì)于人類來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，在1929年的時(shí)候，美國(guó)天文學(xué)家埃德溫.哈勃通過(guò)威爾遜山天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，凝視著遙遠(yuǎn)星系的光譜，一項(xiàng)改寫人類宇宙觀的發(fā)現(xiàn)就此誕生，他發(fā)現(xiàn)幾乎所有星系的光譜都呈現(xiàn)出紅移現(xiàn)象，而且距離地球越遠(yuǎn)的星系，紅移的程度越明顯，這意味著星系正在以和距離成正比的速度遠(yuǎn)離我們，就像是被吹大的氣球表面的斑點(diǎn)，彼此之間距離不斷拉大，這一觀察結(jié)果被稱為是哈勃定律，成為宇宙膨脹理論的基石，徹底打破了人類對(duì)宇宙靜態(tài)永恒的傳統(tǒng)認(rèn)知。

哈勃的發(fā)現(xiàn)并非偶然的，其背后有著深厚的理論鋪墊，在1915年的時(shí)候，愛(ài)因斯坦提出了廣義相對(duì)論，俄國(guó)數(shù)學(xué)家弗里德曼基于這個(gè)理論推導(dǎo)出了動(dòng)態(tài)宇宙模型，指出宇宙要么在收縮，要么在膨脹，不存在靜止的平衡狀態(tài)，但是當(dāng)時(shí)包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的多數(shù)科學(xué)家依然固守靜態(tài)宇宙觀，甚至愛(ài)因斯坦為維持靜態(tài)模型，還特意在方程中加入了宇宙常數(shù)來(lái)抵消引力導(dǎo)致的收縮，哈勃的觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)以后，打破了愛(ài)因斯坦的靜態(tài)宇宙模型，為宇宙膨脹找到了更完整的理論框架，在1965年，彭齊亞斯和威爾遜意外捕捉到充滿全天的微弱電磁波，其溫度約2.7K，恰是大爆炸后宇宙膨脹冷卻至今的余溫。這一發(fā)現(xiàn)為大爆炸理論提供了決定性支撐，也印證了膨脹過(guò)程中電磁波波長(zhǎng)被拉伸的理論預(yù)言。

早期宇宙溫度超3000K，隨著空間擴(kuò)張，背景輻射溫度降至如今的極低溫，印證了膨脹對(duì)宇宙物質(zhì)狀態(tài)的深遠(yuǎn)影響。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)帶來(lái)了哲學(xué)層面的反思，它打破了人類對(duì)宇宙中心的執(zhí)念，在膨脹的宇宙中，任何星系觀測(cè)到的星系退行現(xiàn)象都相同，沒(méi)有絕對(duì)的中心點(diǎn)，人類所在的銀河系只是宇宙中平凡的一員，同時(shí)，膨脹理論與大爆炸理論結(jié)合，讓人類意識(shí)到自身及地球都是大爆炸的產(chǎn)物，150億年前的奇點(diǎn)爆炸，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)演化才形成恒星、行星，最終孕育出生命，這促使人類以更加謙卑的姿態(tài)看待自身在宇宙中的位置，也激發(fā)了探索宇宙起源、尋找地外生命的熱情，不過(guò)宇宙膨脹對(duì)于人類探索其他星系來(lái)說(shuō)非常困難。

由于空間本身的膨脹速度不受光速限制，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論說(shuō)“物質(zhì)運(yùn)動(dòng)不能超過(guò)光速”，但是他沒(méi)說(shuō)空間膨脹不能夠超越光速，距離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系，中間隔著的空間就越多，疊加起來(lái)的膨脹速度就越快，當(dāng)距離達(dá)到大約 145億光年時(shí)，星系遠(yuǎn)離我們的速度就會(huì)超過(guò)光速。科學(xué)家通過(guò)計(jì)算得出，在可觀測(cè)宇宙的那2萬(wàn)億個(gè)星系中，只有大約 3% 的星系，位于目前的“光速壁壘”之內(nèi)，剩下的 97%-98% 的星系，它們現(xiàn)在的退行速度已經(jīng)超過(guò)了光速。這就意味著，如果我們今天向這百分之98的星系發(fā)射一束無(wú)線電信號(hào)，這束信號(hào)永遠(yuǎn)都無(wú)法達(dá)到其它星系，這其實(shí)是一個(gè)非常詭異的時(shí)間延遲現(xiàn)象，我們現(xiàn)在看到的，是它們幾十億年前發(fā)出的光。

那個(gè)時(shí)候宇宙還比較小，膨脹的速度也沒(méi)有那么快，它們離我們還沒(méi)有那么遠(yuǎn)，退行速度還沒(méi)有超過(guò)光速，所以那時(shí)候發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間，終于在今天到達(dá)了地球，這就好像我們看延時(shí)直播，我們?cè)谄聊簧峡吹搅四莻€(gè)星系年輕時(shí)候的樣子，但在“此時(shí)此刻”的宇宙現(xiàn)實(shí)中，那個(gè)星系早已被空間的洪流沖到了視界之外，變成了超光速逃逸者，我們看到的是它們的“遺照”，而它們的真身，已經(jīng)永遠(yuǎn)斷開(kāi)了與我們的因果聯(lián)系。在黑洞周圍，有一個(gè)事件視界，進(jìn)去了就出不來(lái)了，在宇宙學(xué)中，也有一個(gè)宇宙事件視界，這個(gè)視界目前距離我們大約有160億光年，是我們?cè)谖磥?lái)能夠接收到信息的極限距離，任何目前位于160億光年以內(nèi)的星系，我們發(fā)出的信號(hào)理論上還能夠追上它。

任何目前位于160億光以外的星系，即使它現(xiàn)在還能夠被看到，但是它此刻發(fā)生的所有事情，發(fā)出的所有光，都將永遠(yuǎn)無(wú)法的到達(dá)地球，所以在這種情況下，人類想要找到其它生命，是一件非常困難的事情，看到這里，相信很多人都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問(wèn)，就是宇宙中存在外星生命嗎？從宇宙的量級(jí)來(lái)看，僅可觀測(cè)宇宙內(nèi)就有至少2萬(wàn)億個(gè)星系，每個(gè)星系包含千億級(jí)恒星，而恒星周圍的類地行星數(shù)量更是數(shù)以萬(wàn)億計(jì)。地球并非特殊的存在，在廣袤的宇宙中，必然有大量行星處于恒星的“宜居帶”內(nèi)——這里溫度適中，既不會(huì)過(guò)熱導(dǎo)致液態(tài)水蒸發(fā)，也不會(huì)過(guò)冷讓水凍結(jié)，而液態(tài)水是地球生命誕生的核心條件。同時(shí)，構(gòu)成生命的碳、氫、氧等元素，在宇宙中廣泛分布，星際塵埃與隕石中甚至發(fā)現(xiàn)了氨基酸等生命基礎(chǔ)有機(jī)分子，這意味著生命誕生的物質(zhì)基礎(chǔ)在宇宙中并不稀缺。

不過(guò)，生命的誕生不僅需要適宜的環(huán)境，還需要一系列偶然且復(fù)雜的條件疊加。目前，人類的探測(cè)技術(shù)仍有局限，我們只能通過(guò)射電望遠(yuǎn)鏡捕捉遙遠(yuǎn)星系的電磁波信號(hào)，或通過(guò)天文觀測(cè)分析行星的大氣成分，尚未發(fā)現(xiàn)任何確鑿的外星生命痕跡。而人類想要前往其它星系探索外星生命，就必須利用超光速飛行的飛船，比如說(shuō)曲速引擎技術(shù)，曲速引擎技術(shù)是一種理論上的超光速星際航行方案，由墨西哥物理學(xué)家米格爾·阿爾庫(kù)維耶雷于1994年提出，其核心原理并非讓飛行器本身突破光速，而是通過(guò)操控飛行器周圍的時(shí)空結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超光速移動(dòng)，這一構(gòu)想巧妙規(guī)避了愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論中“有靜質(zhì)量的物體無(wú)法達(dá)到或超越光速”的限制。

曲速層級(jí)的計(jì)算并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其中曲速1級(jí)被定義為光速（約30萬(wàn)公里/秒）；曲速2級(jí)約為光速的10倍；曲速3級(jí)約為光速的39倍，以此類推，當(dāng)曲速層級(jí)達(dá)到9.9級(jí)時(shí)，速度可飆升至光速的約1909倍。在科幻作品《星際迷航》的設(shè)定中，曲速9.9999級(jí)的速度約為光速的199516倍，按照這個(gè)速度計(jì)算，人類從地球飛往距離約4.2光年的比鄰星，僅需數(shù)小時(shí)即可抵達(dá)，而如果依靠傳統(tǒng)化學(xué)火箭，則需要數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間。不過(guò)，曲速引擎技術(shù)目前僅停留在理論物理的假說(shuō)階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有著難以逾越的鴻溝。首先，實(shí)現(xiàn)時(shí)空扭曲需要海量的“負(fù)能量”作為支撐，而負(fù)能量在宇宙中僅能通過(guò)量子真空漲落現(xiàn)象觀測(cè)到極其微弱的存在，如何人工產(chǎn)生并操控足夠量級(jí)的負(fù)能量，至今仍是未解之謎。