为什么天文学家认为，就算以光速飞行，也抵达不了宇宙的边缘？

类别：社会发布时间：2024-10-24 18:05:00 来源：太空科学站

为什么天文学家们认为，我们就算以光速飞行，也抵达不了宇宙的边缘呢？

如今随着人类对宇宙的不断探索和认知，逐渐意识到宇宙的尺度是何等的浩瀚，即便是我们的太阳系也难以想象的广阔，以1977年发射的旅行者一号为例，如今它已经在太空中飞行了40多年，距离地球达到了230亿公里。虽然这个距离看似遥远，但它想要真正飞出太阳系仍然需要上万年的时间。

假设我们能够驾驶一艘光速飞船，也就是以每秒30万公里的速度航行，那么飞出太阳系依然需要整整一年的时间。因为根据目前的观测认为，太阳系的边缘是位于奥尔特云范围，而奥尔特云距离地球达到了1光年左右，这意味着只有飞出奥尔特云范围才是离开了太阳系。

再比如，距离我们最近的恒星系统是比邻星，它距离地球大约4.22光年。那么假如我们以光速飞行，也需要4年才能到达。这个距离已经是我们所能接触到的最近恒星系统。然而，如果我们试图飞出银河系，至少需要3000年时间，而飞到离我们最近的银河系——仙女座星系，则需要足足254万年

令人无法想象的是人类可观测宇宙直径达到了930亿光年，也就是说以光速飞行也需要930亿年的时间，不过现实是即便你以光速飞行930亿年也不能到达可观测宇宙边缘，因为宇宙不仅仅广阔，而且还在不断膨胀。

在1929年，哈勃通过观测遥远星系的红移现象，得知宇宙中的星系正在远离我们。并且距离我们越远的星系，其远离的速度就越快，这表明宇宙一直在膨胀。而且这一膨胀速度在一定距离之外甚至超过了光速，因为宇宙膨胀是空间的扩展，这并不违反爱因斯坦的相对论。

根据2013年欧航局普朗克卫星测出的哈勃常数显示，宇宙的膨胀速率大约为67千米每秒每百万秒差距，也就是每326万光年的距离上，宇宙膨胀速度将会增加67千米，通过计算可以得知，在距离地球145亿光年外的宇宙区域，宇宙膨胀速度已经超过了光速。而在930亿光年处的空间，膨胀速度甚至是光速的数倍。

此时任何距离我们超过930亿光年的星系，发出的光永远无法到达地球，这意味着即使我们以光速飞行，不断的向宇宙边缘飞行，但最终也会因为超光速的膨胀，使得它们永远无法被我们看到或到达。

因此光速虽然已经是宇宙中最快的已知速度，但面对不断加速膨胀的宇宙，光速仍然显得无力。宇宙本身的动态变化、时空膨胀、以及暗能量的推动，导致我们永远无法抵达宇宙的边缘。

除非我们能够以超越宇宙膨胀速度的超光速飞行，才能抵达宇宙的边缘，但是爱因斯坦的相对论告诉我们，任何有静止质量物体都无法超越光速，因为物体的质量会随着速度的增大而增大，当物体的速度达到光速时，它的动质量将趋于无限大，这意味着我们将需要一个无限大的能量去推动他，显然无限大是不存在的，所以有静止质量的物体是不可能达到光速的。

不过我们或许可以通过其他办法实现，比如虫洞或者曲速飞行，因为这两者是涉及到时空，根据爱因斯坦的相对论认为，时空不是两个独立的存在，它们是一体的，并且可以被弯曲，而虫洞和曲速便是通过强引力场改变时空结构，前者是将时空进行折叠将空间的距离进行缩短，后者是压缩前方空间膨胀后方空间实现距离的缩短，它们本身只是改变时空结构，并没有超越光速，因此不违反相对论。