科學(xué)家認(rèn)為：就算駕駛光速飛船，也永遠(yuǎn)飛不到宇宙邊緣

在無(wú)數(shù)的科幻電影中，光速被描繪成打破星際枷鎖的終極鑰匙，只要飛船開啟“光速引擎”，恒星就會(huì)化作一道道流光，人類似乎就能在一瞬間跨越星辰大海，去觸摸那個(gè)傳說(shuō)中的“宇宙邊緣”。

但現(xiàn)實(shí)的物理法則，遠(yuǎn)比科幻小說(shuō)要冷酷得多。

別說(shuō)你擁有光速飛船，就算你的速度再快上一倍、十倍，你也永遠(yuǎn)、永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)宇宙的邊緣，你甚至連我們目前能“看”到的大部分星系都飛不到。

答案既不是陰謀論，也不是物理定律的失效，而是源于一個(gè)比光速更龐大、更讓人充滿無(wú)力感的宇宙級(jí)現(xiàn)象：空間的暴脹。

在討論“能不能飛到邊緣”之前，我們必須先糾正一個(gè)人類大腦根深蒂固的錯(cuò)覺：宇宙的邊緣，到底長(zhǎng)什么樣？

在我們的直覺里，任何東西都有邊界。桌子有邊緣，地球有大氣層邊界，太陽(yáng)系有奧爾特云。所以我們理所當(dāng)然地認(rèn)為，只要一直往一個(gè)方向飛，總有一天會(huì)遇到一堵極其巨大的“宇宙實(shí)體墻”，或者一片徹底空無(wú)一物的“絕對(duì)虛無(wú)”。

但在現(xiàn)代宇宙學(xué)中，宇宙沒有中心，也沒有這樣一個(gè)像磚墻一樣的物理“邊緣”。

科學(xué)家通常把宇宙分為兩個(gè)概念：

第一是可觀測(cè)宇宙，這是我們能“看”到的極限，因?yàn)楣馑偈怯邢薜模钪娴哪挲g也是有限的。光在 138 億年里能跑多遠(yuǎn)，我們就只能看到多遠(yuǎn)。以地球?yàn)橹行模壳翱捎^測(cè)宇宙的半徑大約是 465 億光年，在這個(gè)球體之外發(fā)出的光，至今還沒來(lái)得及跑到地球上，所以對(duì)我們來(lái)說(shuō)，它們是“不可見”的。

第二才是整個(gè)宇宙，這是包含可觀測(cè)宇宙在內(nèi)的絕對(duì)全貌。

那么整個(gè)宇宙到底是什么形狀？

目前天文學(xué)界通過(guò)測(cè)量宇宙微波背景輻射，得出的主流結(jié)論是：宇宙極大概率是“平坦的”，并且是無(wú)限大的，這就意味著，如果你能無(wú)視時(shí)間瞬間移動(dòng)，當(dāng)你飛出 465 億光年的可觀測(cè)宇宙后，你看到的依然是無(wú)盡的星系、無(wú)盡的星云。

就算我們把目標(biāo)定得低一點(diǎn)：不去尋找絕對(duì)的盡頭，我們只試圖飛到目前我們能看到的“可觀測(cè)宇宙的邊緣”，也是做不到的。

因?yàn)橛钪鏁r(shí)空在膨脹，而且是超光速加速膨脹。

早在1929年，天文學(xué)家埃德溫·哈勃就宇宙中幾乎所有的星系，都在離我們遠(yuǎn)去，而且一個(gè)星系距離我們?cè)竭h(yuǎn)，它逃離我們的速度就越快，而且這不是星系在空間中移動(dòng)，而是“空間本身”在不斷地膨脹。

這就帶來(lái)了一個(gè)極其致命的后果：當(dāng)你駕駛著光速飛船，試圖飛向一個(gè)距離你 100 億光年外的星系時(shí)，你和那個(gè)星系之間的空間，正在以不可思議的速度拉伸、膨脹。

你就像是在一臺(tái)履帶正在極速向后倒退的跑步機(jī)上跑步。你的速度是光速，但如果你腳下的空間向后退的速度比光速還快，你不僅永遠(yuǎn)到不了終點(diǎn)，你甚至在不斷地后退！

因?yàn)榭臻g不是一種具有質(zhì)量的實(shí)體，它不受相對(duì)論速度極限的約束，空間可以以極其緩慢的速度膨脹，也可以以千萬(wàn)倍于光速的速度暴脹，根據(jù)哈勃常數(shù)的最新測(cè)量值，在距離地球大約 144 億光年 的地方，那里空間膨脹的累積速度，剛好等于光速。

天文學(xué)家把這個(gè)球面界限稱為“哈勃視界”，任何位于哈勃視界之外的星系，它們相對(duì)于我們的退行速度，已經(jīng)超過(guò)了光速！

現(xiàn)在，讓我們把極其絕望的物理學(xué)推向高潮，來(lái)模擬一次真實(shí)的光速旅行。

假設(shè)今天，你坐上了一艘速度完美達(dá)到 100% 光速的飛船，你的目標(biāo)是目前可觀測(cè)宇宙邊緣，距離我們 465 億光年的一個(gè)遠(yuǎn)古星系。

你的速度極快，一秒鐘就能繞地球七圈半，但是因?yàn)槟繕?biāo)星系距離你 465 億光年，它所在位置的空間膨脹速度，大約是光速的 3 倍多，這意味著，你每向著目標(biāo)前進(jìn) 1 步，目標(biāo)所在的星系就被空間向后拉扯退了 3 步。

這是一場(chǎng)從一開始就注定失敗的悲劇追逐。不管你飛多長(zhǎng)時(shí)間，你和那個(gè)星系之間的距離不僅沒有縮短，反而在不斷增加。

不僅如此，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)由于一種神秘的“暗能量”在作祟，我們宇宙的膨脹不是勻速的，而是加速膨脹的，這就意味著，不僅遠(yuǎn)處的星系在超光速逃離，而且逃離的速度還會(huì)越來(lái)越快，由于這種加速膨脹的存在，天文學(xué)家計(jì)算出了一個(gè)令人窒息的宇宙事件視界。

目前的宇宙事件視界大約在距離地球 160 億光年 的地方，任何今天位于距離我們 160 億光年之外的星系，無(wú)論它們發(fā)出多亮的光，無(wú)論你駕駛多快的飛船向它們飛去，這束光或這艘飛船，都永遠(yuǎn)無(wú)法跨越不斷加速膨脹的空間。

它們與我們之間，存在著一道無(wú)法逾越的因果律鴻溝。

目前在我們能“看”到的可觀測(cè)宇宙中，包含著大約兩萬(wàn)億個(gè)星系。但令人脊背發(fā)涼的真相是：其中高達(dá) 94% 的星系，已經(jīng)越過(guò)了我們的宇宙事件視界，我們現(xiàn)在還能看到它們，僅僅是因?yàn)樗鼈冊(cè)趲资畠|年前發(fā)出的光剛剛抵達(dá)地球，而它們“現(xiàn)在”的本體，已經(jīng)以超光速被拋到了我們永遠(yuǎn)無(wú)法觸及的深淵。

即便你從現(xiàn)在開始以光速追趕，你也只能追到那可憐的 6% 的星系。

隨著時(shí)間的推移，宇宙的加速膨脹會(huì)越來(lái)越狂暴，在極其遙遠(yuǎn)的未來(lái)，所有的本星系群之外的星系，都會(huì)加速退行到光速以上，從我們的視野中徹底消失。

到那時(shí)，如果地球上還有后代天文學(xué)家，他們仰望星空時(shí)，將看不到銀河系之外的任何星系。宇宙的微波背景輻射也會(huì)被拉伸到無(wú)法探測(cè)的程度。

未來(lái)的智慧生命會(huì)認(rèn)為，整個(gè)宇宙就只有銀河系和仙女座星系這么大，外面只有絕對(duì)的、無(wú)盡的黑暗虛空。

所以為什么天文學(xué)家認(rèn)為我們到不了宇宙的邊緣？

因?yàn)橛钪娓静辉试S我們靠近。

我們?cè)谖锢砩希还馑俚纳舷匏浪赖劓i死了，而在宏觀尺度上，又被空間加速膨脹的“星系跑步機(jī)”無(wú)情地向后拖拽，所謂的“飛向宇宙邊緣”，就像是一個(gè)在不斷擴(kuò)張的沙漠中，試圖用腳走到海市蜃樓的口渴旅人。

聽到這里，你可能會(huì)感到一種深深的無(wú)力感和宇宙幽閉恐懼癥，人類被大自然死死地鎖在了銀河系這片極小的“宇宙孤島”上。

但這，恰恰是物理學(xué)最迷人的地方。

雖然我們的肉體和飛船永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)宇宙的邊緣，但我們憑借極其微小的大腦，憑借望遠(yuǎn)鏡捕捉到的那幾束微弱的古老光芒，竟然在紙上用數(shù)學(xué)公式，極其精準(zhǔn)地推演出了那個(gè)我們永遠(yuǎn)無(wú)法抵達(dá)的邊界的運(yùn)作法則。

肉體被禁錮在幾萬(wàn)光年的孤島上，思想?yún)s早已經(jīng)測(cè)量了整個(gè)宇宙的維度，我們飛不到宇宙的盡頭，但我們正在理解它，對(duì)于渺小的人類而言，這已經(jīng)是宇宙能給予我們的最高級(jí)別的浪漫。