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如果乘坐一亿倍光速飞行的飞船,一直飞下去能达到宇宙边界吗?

2024-04-13科学

回答这个问题之前,有必要科普一些东西。

第一,一亿倍光速是不现实的,不要说一亿倍了,哪怕比光速快一点点也不行,光速就是宇宙速度极限。关于光速为何是宇宙速度极限,之前的文章里已经解释很多了,这里就不再详述。总之,爱因斯坦的狭义相对论就决定了光速是宇宙速度极限,而狭义相对论的一个很重要的前提就是光速不变原理。

光速不变原理,是一个前提,也是假设,相当于公理,公理就不需要证明,当然也可以去证明,证明结果也是符合人们认知的。

第二,到达宇宙边界其实也不用那么麻烦,根本用不着达到一亿倍光速,只要飞船的速度能无限接近光速就可以了。

按照狭义相对论中时间膨胀原理和尺缩效应,当你无限接近光速飞行时,你的时间相对于外面的世界就相当于静止不动的,你一瞬间就可以跨越任何浩瀚的距离,距离能跨越多远取决于你有多么接近光速。

同时,无限接近光速飞行时,空间的尺度也会跟着变化,再远的距离在你眼里也是近在咫尺。当你无限接近光速飞行的一瞬间,宇宙边缘就已经在你面前了,你甚至只需要简单地迈步就可以来到宇宙边界。

说了这么多,回到正题。

现实情况是,即便是你能无限接近光速飞行,恐怕也到达不了宇宙边界。

因为我们的宇宙时空并不是平坦的,而是弯曲的,会被大质量天体拉伸,压缩,扭曲甚至撕裂。你所谓的「沿着一个方向直线飞行」,其实只是沿着弯曲时空的「测地线」在飞行。

而且,我们并不知道宇宙到底是什么形状的,目前来看主要有三种形状,圆形,马鞍形,平面。无论是哪一种形状,你都无法到达宇宙边界。

弯曲的宇宙时空是没有所谓的「边界」的,如果一直朝着你认为的「一个方向」飞下去,最终有可能回到你出发的原点。就像我们在地面上行走那样,无论怎么行走都到达不了地球的边界,因为地球没有边界。

与宇宙弯曲的时空不同的是,我们可以跳出宇宙,站在「上帝」的视角俯视宇宙。但我们无法飞出宇宙,我们本身就是宇宙的一部分,宇宙就是万事万物的统称,是时间空间的集合体。

宇宙没有边界,同时意味着也没有所谓的「中心」,或者说「宇宙处处是中心」,两者并不矛盾。

比如说,我们通常所说的可观测宇宙直径大约930亿光年,就是以地球为中心测量出来的。但如果你在火星上甚至是银河系中心测量,得到的数据仍然是930亿光年,这与在哪里测量是没有关系的,我们的宇宙具有各向同性,也就是说,无论在哪个地方观察,看到的基本上都一样。

可观测宇宙直径930亿光年,宇宙实际大小可能要比930亿光年大很多,但不管多大,宇宙都是没有边界的,也没有中心,或者说「处处都是中心」,宇宙一直在超光速膨胀中,无论你飞行速度多快,无论你在哪里,你所到达的地方就是宇宙!