星空,對於人類而言是一個神秘而縹緲的詞彙。每當夜晚到來,我們抬頭仰望星空的瑰麗時,都會不禁想象,是否有一天,人類也能無拘無束在星空之中遨遊並探索宇宙的邊際呢?也正是基於這樣的好奇,才有越來越多的科學家投身於對星空的探索中。可隨着對宇宙的瞭解,人們似乎得出了一個不太樂觀的結論:人類也許無法走出銀河系。
靜態宇宙,這是人類曾經假設出的一種宇宙模型,即宇宙的空間是恆定的,不會膨脹也不會縮小。而在這個前提下,德國的天文學家奧伯斯提出了一個觀點:宇宙中存在無數顆發光恆星,所以在我們的眼中夜晚和白天應該是一樣明亮的。但事實顯然並非如此。這也就是所謂的“奧伯斯佯謬”。
針對這個觀點,自然也有人提出了自己的觀點嘗試進行解釋。在什麼情況下,我們無法看到物體發出的光呢?答案就是光被遮擋或者吸收了。他們認為宇宙中可能存在一種物質,當恆星發出的光線經過這種物質時,便被其吸收。
如此一來,就又出現了一個問題,若是有這種物質存在,那麼經年累月地吸收恆星發出的光線,這種物質必然會被加熱,從而達到可以發出同樣強度的光線為止。但人類並沒有發現這一現象,所以這種解釋並不成立。
而隨着人類科技的不斷髮展,人類對於宇宙的認識也愈發深刻。經過幾代人的爭辯探索,科學家們發現了一個令人震驚的事實:宇宙是不斷膨脹的,所有的星系都在不斷遠離我們。同時,離我們的距離越遙遠的星系,它們遠離我們的速度就越快。這便是如今的哈勃—勒梅特定律,是支持大爆炸宇宙論的重要依據,更是被現如今絕大部分科學家所認同的理論。
既然宇宙在不斷膨脹,那麼宇宙的膨脹速度又是怎樣的?我們都知道萬有引力,那麼宇宙的膨脹速度是否會在萬有引力的作用下逐漸變慢,甚至最終達到一個平衡的狀態呢?答案是否定的。
通過對1a型超新星的觀察與測量,天文學家們不斷地進行研究,所得出的結論是:宇宙膨脹的速度不僅沒有變緩,反而在不斷加速。當星系和地球的距離超出了140億光年時,它們遠離我們的速度將超越光速。而我們可觀測的宇宙半徑有465億光年的原因在於,宇宙大爆炸後的空間膨脹速度遠遠超過光速,在各種效應的影響下,才成為了我們如今理論上可觀測到的最大尺度。
在這種前提條件下,我們似乎看到了一個“未來”,在宇宙的不斷膨脹中,即使我們有了可以達到光速的飛船,也不過是被“囚禁”在以140億光年為直徑的球體中。當然這只是一種誇張的説法,以人類目前的科技來看,尚且還不能真正地走出地球,又如何對廣袤的宇宙進行探索呢?更別提現如今還有一種説法,人類也許永遠不可能走出銀河系。
從現在的科技來看,這種説法顯然是正確的。銀河系有多大?16萬光年的直徑,四條相距4500光年的對稱旋臂,數量在1000到4000億的恆星。目前我們所處的太陽系距離銀河系的中心有2.6萬光年的距離,而人類在宇宙中留存下的足跡,目前最遠的是四十年多年前發射的旅行者一號。那麼,如今它到底飛了多遠呢?答案是220億公里。可一光年等於9萬億公里,要想真正飛出太陽系,旅行者一號還有將近兩萬年的旅程,更別提銀河系了。
不僅如此,稍微有些物理常識的人就知道一個詞:宇宙速度。這是人類從地球向宇宙發射各種飛行器的最低速度。1991年,第四宇宙速度被提出,在科學家的計算中,若是人類想要在地球上發射一架足以飛出銀河系的飛行器,那麼它的初始速度約為120千米每秒。但目前來説人類想要達到這所謂的第四宇宙速度的願望還未能實現。
即使有一天,科學家們研發出了擁有可以飛出銀河系的飛船,那麼人類還將面對另一個巨大的難題——時間。
按照第四宇宙速度的設想,飛行器確實可以飛出銀河系,與此同時,它所需要的時間可能是以百萬年為單位的。以人類的歷史作為類比,這樣漫長的時間顯然是我們不能承受的。既然這條路走不通,那就換一個方向,加速。根據愛因斯坦的時間膨脹效應,速度越快,時間越慢,如果能夠達到光速,甚至會出現時間靜止的情況。那麼要是科學家研發的飛行器的飛行速度能夠接近光速,我們是否能夠飛出銀河系呢?
也許真的可以。根據科學家的研究,銀河系的逃逸速度為550千米每秒,也就是説,當飛行器最終可以加速到超越這個速度,它便能掙脱銀河系的引力束縛。但這同樣存在着一個問題,人類的身體能否承受如此速度下的能量呢?顯然不能。
在各種各樣的設想都存在着無法解決的難題時,有些人想起了一個更為驚人的想法:蟲洞。通過蟲洞來連接兩個遙遠的時空,然後穿越蟲洞來進行一瞬間的空間移動。就像是一張紙,我們從紙的一端到達另一端的距離是很長的,但我們將這張紙對摺後,紙的兩端甚至可以合在一起。如果可以完成這個設想,那麼對於人類來説,星球之間的遙遠距離將不再是問題。然而,這個説法仍然只停留在猜想中,甚至我們永遠沒有辦法將它變為現實。
也許人類真的永遠無法走出銀河系,也許其他的星系真的在不斷遠離我們,但人類同樣也永遠不會放棄走出銀河系。正是這種想要探索未知、勇於探索未知的精神,才形成了如今璀璨的世界。如果失去了這種精神,那麼也許我們還過着茹毛飲血的生活。
現在的科技無法支撐起我們想要探索宇宙的宏願,但如同幾千年前的人類無法想象如今我們可以乘坐飛機在幾個小時內飛越地球一樣,我們也不知道在若干年後人類是否能夠真正在星空之中遨遊。就算這是一個遙不可及的目標,我們也會永遠期待着、盼望着,併為此奮進。
參考資料
聞新;宇宙大爆炸與奇點理論;太空探索;2018.05.07
作者:九月授衣 審核:小羊 校稿編輯:李子