光速1秒30萬千米,在宇宙中有多慢?或是人類離不開太陽系的原因
光速一直被人們認爲是最快的速度,並且光速也是目前我們大家已知的宇宙無敵極限速度。
按照愛因斯坦的相對論來看,因爲現實中的東西都有靜止質量,所以我們人類窮極一生也無法超越光速。
【愛因斯坦】
所以,雖然“光速”這個詞兒在人們的生活中非常常見,但其對於人類的來說仍舊非常重大和神祕,各種科幻文學作品中,基本都會存在有關光速的探討。
而許多穿越時空的奇幻類文學作品,也會把“光速”視爲穿越的第一要義。
在真空中,光子的速度每秒能傳播30萬千米,也就是說在一秒鐘的時間裏,光子就能繞地球7.5圈。
【光速】
這個速度對於人類來說遙不可及,但對於宇宙來說,卻比蝸牛還慢。而人類連超越光速都做不到,這或許正是人類離不開太陽系的原因?
宇宙和光速
按照目前的科學理論來說,宇宙的尺寸達到了930億光年,簡單來說就是一束光子想要從宇宙的一頭跑到宇宙的另一頭,都要花費931億年,而地球都才誕生40多億年。
再比如我們常常能見到的太陽,看起來就掛在天空中,和人類的距離很近,但實際上太陽發出的光芒要照射到地球表面需要8分20秒,所以許多人都說我們曬到了太陽光都不是“實時的”。
【太陽和太陽系中其他行星的距離】
而地球還不是太陽系行星中接收光照最慢的星球,就像冥王星,享受到的陽光全都是約6個小時前從太陽出發的。
這樣看來,光速似乎在宇宙中真的變慢了,但其實只是參照物不同而已。
如果還是用人類的事物來進行參照,我們便又會覺得光速非常快。
比如按照目前人類的科技水平來說,我們往火星發射的探測器從地球出發,一般需要半年的時間才能到達火星。
但如果探測器能以光速前進,那麼它也只需要22分鐘的時間便能到達火星表面。
仍然在不斷膨脹的宇宙
我們還可以再看看銀河系旁邊的仙女座星系。
如果以光速前往仙女座星系,我們需要大約254萬年。
而仙女座星系又在向2億光年外的一個巨大引力中心——“巨引源”移動,按照距離估算,仙女座星系大約需要2億年才能到達巨引源,但是實際時間將會花費更多。
【仙女座星系】
這是因爲宇宙仍舊在向四周不斷膨脹,引力源的位置也在不斷變化。
宇宙膨脹的速度是遠大於光速的,所以相對宇宙來說,光速確實很緩慢。
而且按照這樣的條件來看,人類可能永遠都無法離開太陽系。
離不開的太陽系
太陽系是一個以太陽爲中心的巨大引力系統,它的範圍邊緣也不是海王星。
按照“只要處於太陽引力內的範圍都屬於太陽系”這一定義,目前人類能觀測到的太陽系最遠天體是“奧爾特星雲”,而奧爾特星雲就是阻擋人類的一個超大門檻。
【神祕的奧爾特星雲】
其次,太陽系裏除了我們所熟知的八大行星以外,還有500多個衛星以及超過120萬個小行星,而這些小行星的位置,我們並沒有完全掌握。
離地球最遠的小行星具體在什麼座標上,我們也無法估算,更何談要逃離太陽系呢?
還有一點,宇宙就是真空狀態,但實際上太空中還存在着許多物質,我們常說的“太陽風”就是這些未知物質的攜帶者,而在太陽系的每個行星之間都會有太陽風存在。
【太陽風】
這意味着每當太陽風暴出現時,這些太陽風就會對無線通訊造成巨大影響,甚至會讓儀器直接失靈,這對人類發射到太空中的各種飛行器的打擊是致命的。
這樣來看,人類離開太陽系還遙遙無期。
人類對太陽系的探索
美國作爲地球上航天起步最早的國家之一,早在1972年和1973年,就先後發射過兩個探測器,也就是先驅者10號和先驅者11號。按照美國的設定,他們的任務就是探測太陽系的邊緣。
【先驅者10號】
太陽系雖然只是宇宙中一個不起眼的小點,但對於人類來說還是太過浩瀚了。
這兩個探測器,最後又因爲動力不足和地球失去了聯繫,最後也只留下了對土星和木星的探測結果。
1977年,美國又發射了旅行者1號和旅行者2號,它們的任務同樣是探索太陽系邊界,而“旅行者”比前面兩個“先驅”飛得更遠他探測了木星,又發回了土星的照片,還在1989年,待人類見識到了海王星。
【海王星】
目前旅行者1號已經飛出了太陽風的邊界,但仍舊沒有走出太陽系。
按照科學家們的估算,它們飛到太陽系之外還需要4萬多年。而且就算我們的科技比現在發達20倍,造出的探測器想要離開太陽系也要400餘年。
總結
人類想要在宇宙中實現星際旅行,光依靠我們現有的速度,最多也就在地球周圍轉轉,想要載人穿越各種星系是不可能實現的。
哪怕我們的速度可以無限接近於光速,但光速對於宇宙來說還是太慢了,人類的壽命在宇宙中不過是彈指一揮間,人類也實在太過渺小了。
【蟲洞的概念圖】
或許要等到蟲洞等理論實現,我們纔有可能跨越星系,探索更廣闊的宇宙。
參考資料:
【1】宇宙中有沒有可能:有的地方光速快,而有的地方光速慢?·人民資訊
【2】想實現光速旅行,這些方法都沒戲·科技日報
【3】爲什麼沒有東西能夠超過光速?超光速旅行依然遙不可及·科幻世界雜誌社