宇宙飞船能超越光速吗(乘坐10亿倍光速的飞船一直飞行)
先说答案:不能。无论多快的速度都到达不了宇宙边界。
因为,无论如何飞行,我们都不可能做到“沿着一个方向”一直飞下去。
根据爱因斯坦的广义相对论,我们所在的时空并不是平直的,而是弯曲的,我们所谓的直线,其实是时空曲线,我们是沿着时空的“测地线”在运动,测地线就是时空之间的最短距离,就像三维空间里的直线那样,四维时空的测地线是“弯曲”的。
其实,我们并不知道宇宙到底是什么形状的,我们不知道弯曲的时空到底弯曲的何等程度,是一个封闭的球体,还是马鞍的形状?
如果是封闭的球体,你一直飞行下去,最终可能会回到原点,就像你在地面上朝着一个方向一直走下去会回到原点那样。
如果是马鞍形或者近似平面的形状,你也到不了宇宙边界,因为这样的宇宙是不存在边界的。
实际上,我们对宇宙的定义是这样的:万事万物的总和,也包括了时间和空间,意味着时空只能存在宇宙里面,而没有所谓的“外面”,你当然不可能到达宇宙边界,因为没有外面自然就不存在所谓的“边界”。
其次,宇宙没有中心,当然也可以说“宇宙到处都是中心”,两者并不矛盾。
如何理解上面这句话?
理解可观测宇宙的定义就可以了,可观测宇宙的直径大约为930光年,是以地球为中心测量的。由于宇宙一直在超光速膨胀,而且宇宙具有各向同性,所以在其他任何天体上测量,可观测宇宙的大小都是930亿光年。
宇宙在不断膨胀,就像一个不断膨胀的气球那样。这里强调一样,不是把气球直接比喻成宇宙,而是把气球的二维表面比作宇宙,气球的表面不存在所谓的中心,也没有边界。也可以说气球表面的任何一点都是中心!
还有,无论如何我们都做不到超光速飞行,更不要说10亿倍光速了,爱因斯坦的狭义相对论早就表明了这点,大自然禁止我们从绝对速度上超越光速。
其实如果真的想穿越宇宙,根本用不着10亿倍光速,只需要无限接近光速就可以了。
根据爱因斯坦的狭义相对论,速度越快时间就越慢,距离也就越短。那么当飞船的速度无限接近光速时,任何遥远的距离都会近在咫尺。哪怕是宇宙的边缘(假设存在)也是如此,对你来说,宇宙边缘就在眼前,只要飞船一启动,瞬间就能到达宇宙边缘。
当然,前提是,飞船必须无限接近光速!
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