前陣子,網路上有句話特別流行,是“世界那麼大,我想去看看”。對於一直生活在地球上的人類來說,或許換成“宇宙那麼大,我想去看看”會更加合適。相信每個人都有遨遊宇宙的夢想,想看看星辰大海,想去宇宙的邊緣見見不同的風景,但這種願望或很難實現,即使以光速飛行也很難辦到。
眾所周知,在物理學中,真空中的光速是物理運動最大的速度,大約是30萬公里每秒,以這種速度飛行1年,可以從太陽系的一邊飛到另一邊。但宇宙的直徑是多少?可觀測直徑範圍大約為930億光年,按照這個邏輯,要想飛到宇宙的邊緣,那麼起碼需要930億年的時間,所以,即使人類掌握了接近光速的飛行技術,也很難等到飛船去到宇宙邊緣的那一天。
為此,有網友還開玩笑稱,這光速或許是用來限制人類的,為的就是讓人類乖乖待在太陽系內。但是,光速真的是用來限制人類的嗎?我們能否打破這種限制,找到比光速還要快的速度呢?
其實,隨著科技不斷髮展,我們深入觀測宇宙之後,已經發現了多種速度是可以超越光速的,例如,來自宇宙的膨脹速度。眾所周知,目前關於宇宙的形成原因,主流說法是宇宙大爆炸,而自大爆炸之後,宇宙就開始了膨脹式的發展,在短短的138.2億年間達到了930億可觀測直徑,這種速度是完全超越光速的,而且,天文學家還認為,這930億可觀測直徑只是宇宙的冰山一角,或許宇宙還有很多是我們沒有發現的。
但無論這麼說,這宇宙的膨脹速度都足以讓我們仰望,而這也是人類發現的第一種宇宙速度。另外還有一種來自宇宙的速度,也是超越光速的,它就是黑洞的吞噬速度。黑洞是一種非常神祕的天體,它們的體積小,但是密度卻很大,擁有吞噬光的速度,據說光的逃逸速度都沒有黑洞的吞噬速度快,因此,光在其中都傳播不出來,所以,這才造成了我們無法看清黑洞。
而從這裡,我們可以發現無論是宇宙膨脹速度,或是黑洞的吞噬速度,都是遠遠超越光速的。換句話說,光速並不是不可超越的,當然,這兩種速度雖然超越了光速,但是也無法被人類所用,不過,這兩種速度還是激發了人類的想象力,既然光速不是不可超越的,那麼相信人類未來還是可以製造出超越光速的技術,到時候,或許遨遊宇宙應該不再是夢想。
在科幻小說《三體》中提到一種航天器所能達到的光速技術,名為曲率驅動引擎,這種技術的原理是把宇宙看成一張看似平坦但又不平坦的大膜,在這張大膜中存在著空間曲率,而曲率引擎技術就是利用這種曲率來不斷提升航天器的速度。這就好比航天器是條小船,而宇宙是一條河,這小河在平坦的河面上慢悠悠的遊著,突然遇到了瀑布,在這個時候,小船的速度將會達到最高點,而這種方式就相當於航天器利用了曲率引擎,通過這種技術,人類可以在短時間內將航天器的速度超越光速,而如果能夠持續的利用曲率引擎,那麼航天器的速度將能一直保持在超光速階段。
這種設想並不止於科幻小說,在現實世界中,早就有科學家想到了這種技術,在1994年,墨西哥物理學家明戈·阿爾庫貝利首次提出關於曲率引擎的概念,但後來人們認為,要想實現這種技術,或許需要擁有巨大的能量才能辦到,但是進入21世紀後,科學家開始發現,要達到曲率引擎,或許沒有我們想象的那麼難。
但是也有人認為,即使我們真的掌握了曲率引擎技術,也並不見得就能讓我們在宇宙中遨遊,
畢竟,曲率引擎技術只能讓航天器的速度在短時間內保持在超光速的狀態,一旦這種狀態停止,航天器的速度就會再次慢下來,所以,曲率引擎技術或許只適合在太陽系或銀河系內使用,要在銀河系外使用,或許不太適合。
關於這個問題,科學家很早之前就已經想到,為此,正在考慮研究另一種超越光速的技術,不過,這種技術比起曲率引擎技術要難得多,但如果人類能掌握這種超光速技術,將能夠打破光速的限制,甚至可以說,光速在這種技術面前,簡直慢如蝸牛。
這種超光速技術最早是由奧地利物理學家路德維希·弗萊姆提出,之後,愛因斯坦和納森·羅森在研究引力場方程的過程中再次假設,如果人類通過這種技術,或許可以達到對空間的瞬間轉移。對於這種超光速技術,科學家稱之為“蟲洞”,也叫愛因斯坦·羅森橋,簡單點說,這就好比是一個連線不同空間的穿越隧道。
從一個維度空間的蟲洞進入,可以在另一個維度空間的蟲洞中出來,有點相似於《哆啦A夢》的隨意門,如果人類真的能掌握蟲洞技術,那麼,要想超越光速,那簡直是小事一樁。但是,截至目前,科學家們都沒有發現宇宙中有蟲洞存在的證據,換句話說,宇宙中沒有自然形成的蟲洞,但這或許並不妨礙,人類製造出“人造蟲洞”,對此,你會期待嗎?