人类将永远锁死在太阳系?未来物质或信号,必须有一个突破光速

星空承载梦想 2024-02-19 08:39:29
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现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的,比如说恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等,我们的地球就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了,于是将它踢出了行星的行列。

在太阳系的八大行星当中,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,科学家认为地球之所以能够诞生生命,主要是因为地球满足了生命诞生的基本条件,首先地球的宜居性是生命存在的基础,地球位于太阳系的宜居地带,这使得地球上存在液态水,而水是生命之源,除此之外,地球还具备了适宜的温度范围,适度的大气层和适量的碳等元素,这些都是生命所需要的环境条件,其次,地球的化学条件也促进了生命的存在,地球上的化学元素和化合物丰富多样,提供了构建生命所需要的基本元素,地球上的碳循环系统为生命提供了所需要的碳化物,而且氧气和其它化学物质的存在也为生命的新陈代谢提供了能量。除了这些条件之外,地球拥有强大的磁场和厚厚的大气层。

磁场对于大气层来说非常重要,磁场能够牢牢的抓住地球大气层,使得地球大气层不会被太阳风吹散,而大气层能够保护地球生命不会被太阳光的紫外线和辐射照射,如果没有大气层的保护,那么地球生命可能不会长久的发展下去,综合因素结合在一起,才使得地球这颗星球变成了一颗有生命存在的星球,在地球上生存着各种各样的生物,有海洋生物,有陆地生物,有两栖生物和微生物等等,人类是地球上最有智慧的生命,从诞生以后,人类就开始不断的研究和探索世界的奥秘,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度非常快,当人类走出地球看到宇宙之后,人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中是不是还存在外星生命?

带着这些疑问,人类走上了探索宇宙的道路,为了探索宇宙的奥秘,科学家们也做了很多努力,在1957年10月4日,第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”成功发射。在轨道上运行了几天后,它于1958年1月4日脱离轨道并坠入大气层,燃烧殆尽,从而宣告人类太空时代的到来。第一艘载人飞船“东方一号”于1961年4月12日发射升空。飞船搭载的宇航员加加林成为历史上第一个进入外层空间的人类,也是第一个进入地球轨道的人。从那时起,苏联的航天技术引起了全世界的关注。同年5月5日,美国不甘示弱,发射了“自由7号”飞船。宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)成功太空旅行,成为继加加林之后第二位进入太空的人类,也是首位进入太空的美国人。

1969年7月20日,阿姆斯特朗和奥尔德林成为第一个登上月球的人类。阿姆斯特朗登上月球时说的正是这句世界名言“这对我来说是一小步,但对全人类来说却是一大步”。这是人类探索太空的伟大成就。在那一年,它的发布现场吸引了超过100万人观看,而直播吸引了创纪录的6亿人观看。在1977年的时候,美国发射了旅行者1号和2号探测器,科学家发射这两个探测器的主要目的就是为了让它们飞出太阳系,探索太阳系之外的奥秘,在发射这两个探测器之前,科学家还在上面安装了金唱片,这个金唱片是利用特殊材质做成的,能够保持10亿年之久,在这个金唱片上面,刻录了地球的位置,人类的声音,大自然的声音和动物的声音。科学家认为,如果这个金唱片能够被外星文明发现,那么外星文明或许会根据上面的信息找到地球。

当时科学家考虑到外星文明可能看不到人类的语言,所以科学家利用了宇宙中最常见的氢元素发明了一种秘钥,在金唱片的右下角配备了图片说明,科学家认为,任何有宇航能力的外星文明都应该了解这种过度辐射周围是0.7纳秒,这样外星文明就能够根据上面的信息找到地球,当时有很多人还担心这个金唱片会给人类带来不必要的麻烦,但是现在看来是我们想多了,因为到现在为止,旅行者1号和2号探测器依然没有飞出太阳系,科学家经过研究发现,如果按照旅行者1号和2号探测器的飞行速度,想要完全飞出太阳系,至少需要上万年的时间,对于人类来说,上万年的时间实在是太漫长了。想要飞出太阳系,就必须飞出奥尔特星云。

奥尔特云是一个包围在太阳系外侧的球体云团,距离太阳有50000到100000个天文单位,是一个十分广阔的空间。科学家们之所以认为旅行者1号没有走出太阳系就是因为,目前世界上普遍认为,奥尔特云也属于太阳系的范围内。按照人类现在的飞行速度,人类是不可能飞出太阳系的,在浩瀚的宇宙中,太阳系只是宇宙中的一个非常渺小的星系,在太阳系的外面还有银河系,银河系的直径大约是10万光年,在银河系中存在1000亿颗恒星,400亿颗行星,在银河系的外面还有本星系群,本星系群的直径大约是1000万光年,在本星系群中包含了50个和我们一样大的银河系以及仙女座星系,这些本星系群的存在,便是组成超星系团的基础,这些本星系群又会二级成团,成为本超星系群。

银河系便处于室女座超星系团当中,对于室女座超星系团来说,它不仅仅是能够容纳银河系的超大星系团,也是拉尼亚凯亚超星系团中最大的成员之一,室女座超星系团的直径达到了1.2亿光年,里面包含了20000个星系,这仅仅是宇宙中大小和星系数量中等富饶的超星系团,曾经科学家认为,室女座超星系团已经是宇宙中最大的结构了,但是后来科学家还发现了拉尼亚凯亚超星系团,这个星系团中存在超过10万个星系,而超星系团本身的直径就能够达到5.2亿光年,不仅如此,拉尼亚凯亚超星系团本身的质量也是非常惊人的,如果将拉尼亚凯亚超星系团和银河系相比,那么它的质量将会是银河系的10万倍,而拉尼亚凯亚超星系团也不是宇宙的最大结构,目前人类能够观测到的宇宙直径达到了930亿光年。

这个范围还不是宇宙的全部范围,要知道宇宙比我们想象的还要大,宇宙到底有多大?目前科学家还在积极的研究当中,人类面对如此浩瀚的宇宙,显得非常渺小,人类想要飞出太阳系探索宇宙的奥秘,是一件非常困难的事情,不少科学家认为,人类想要飞出太阳系,至少需要突破光速,光速是人类在宇宙中发现的最快的飞行速度,大约是每秒30万公里,这个速度对于人类来说已经是极限了,而根据爱因斯坦的理论,任何有质量的物体都是无法达到光速的,也不可能超越光速,这是因为如果物质达到光速,那么它所需要的能量也是无限大的,而这在物理学上是不可能出现的,所以人类最快的飞行器也只能够无限的接近光速,不可能达到光速,也不会超越光速。

看到这里,可能有很多朋友会说,即使是亚光速飞行,我们飞出太阳系也是很容易的,而且探索宇宙中其它的星系也只是时间问题而已,如果说我们的宇宙是静态的,那么人类的飞船即使是亚光速飞行,也能够探索宇宙的奥秘,但是我们的宇宙并不是静态的,在20世纪初的时候,美国物理学家爱德温.哈勃发现了远方的星系正在远离地球,于是他认为我们的宇宙在不断的膨胀当中,在1848年的时候,多普勒提供了天体相对地球运动的工具,这种方式要求具有探测和测量合适的光谱吸收线的能力,在1912年的时候,罗威尔天文台科学家维斯托.斯里弗获得了第一批漩涡星云和之后被识别为其它星系的光谱,他发现大部分的漩涡星云光谱的谱线向长波方向位移。

这意味着它们在远离我们,发现这个现象之后,在1929年的时候,哈勃发表了里程碑式的论文,星系的红移随着距离的增加而明显增加,所有的星系看上去都远离我们,越远的速度越快,这一观测结果暗示了可观测宇宙的体积正在膨胀,这就是哈勃定律,这个定律指出,星系的移动速度和他们到地球的距离成正比,这一发现表明宇宙在膨胀,而不是静止不变的,宇宙膨胀对于人类来说并不是一件好事情,因为宇宙膨胀的速度已经远远地超过了光速,这使得我们看到的其它天体,其实都是他们之前的样子,毕竟光子在宇宙中飞行是需要时间的,比如说我们看到5000光年之外的天体,其实是它5000年前的样子,基于目前的光速和宇宙膨胀的速率,科学家认为距离地球180亿光年外的所有星系。

远离地球的速度都已经超过了光速,除了我们永远无法看到的那些星系现在的样子,未来人类文明也永远不可能到达那行星系,因为它们在超光速的远离我们,目前人类能够观测到达宇宙直径达到了930亿光年,在这个观测范围内,有2万亿的星系,其中至少1.8万亿个星系已经和我们失去了联系,这意味着即使这些星系上面存在生命,我们也不可能发现他们,而他们即使是发现了地球,他们也不可能飞过了,难道说人类将会被永远的锁死在太阳系内吗?对于这个问题科学家认为,物质和信号,必须有一个能够实现超光速,否则我们将会永远的被锁死在太阳系内,直到宇宙毁灭,目前科学家也想到了很多超光速的方式,比如说虫洞穿越。

虫洞穿越一直以来都是科学家最感兴趣的神秘概念,霍金的理论为我们提供了一些关于这个问题的框架,在它的研究当中,时空是一个统一的整体,由于相对论和量子力学的共同描述,黑洞和虫洞为我们提供了可能实现时空穿越的理论依据,爱因斯坦的相对论揭示了时间和空间之间的密切联系,构成了时空的四维连续体,这一理论说明了质量和能量的分布会影响时空的弯曲,从而形成引力,这种时空的弯曲效应能够在引力场中的物体运动和光线传播中得到验证,霍金根据黑洞理论和爱因斯坦的广义相对论提出了虫洞的存在,爱因斯坦的广义相对论,用于描述引力是如何由质量和能量弯曲时空的,其中最著名的方程就是爱因斯坦场方程,虫洞是一个时空的曲率,它能够看作是连接两个遥远地点或时刻的通道。

在爱因斯坦的广义相对论中,虫洞的可能存在由一些数学解所预示,这些解描述了一些特殊条件下的时空结构,如果说我们能够进入虫洞,那么就能够从宇宙的这一边快速的穿越到宇宙的另一边,而这个速度已经超过了光速,这会大大缩短我们在宇宙中所用的时间,虽然说从理论上来看,虫洞确实能够实现超光速飞行,但是目前人类并没有在宇宙中找到虫洞,有很多科学家认为黑洞可能就是虫洞的入口,因为黑洞能够不断的吞噬物质,这些被吞噬的物质最终去了哪里?有科学家猜测,在黑洞的另一边可能还存在着一个神秘的天体白洞,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就能够穿越时空,不过目前科学家还不知道黑洞的内部结构是什么,未来随着人类科技的进步,说不定人类能够解开黑洞和虫洞的奥秘。

除了虫洞之外,量子纠缠技术也能够实现信息的超光速传递,关于量子纠缠的探索起源于1935年爱因斯坦和两位科学家发表的一篇著名的关于探讨量子力学完备性的论文,后来被人们称为EPR佯谬。爱因斯坦曾有一句名言:上帝不掷骰子。他认为这种行为违背定域实在论,并嘲讽它为鬼魅般的超距作用。1964年英国物理学家贝尔提出了贝尔定理和贝尔不等式,使EPR佯谬成为了一个可以通过实验来验证的问题。通过后续科学家的不断研究,量子纠缠现象最终被证实存在。而对此作出贡献的三位科学家也获得了2022年诺贝尔物理学奖。量子纠缠指的是,两个配对好的粒子,无论他们之间的距离相隔多远,只要我们影响其中一个粒子,那么另一个粒子也会受到影响。而这个影响的速度是瞬间完成的。

量子纠缠有点类似我们的心灵感应,比如说有一对双胞胎,其中一个孩子受伤了,那么另一个孩子在遥远的地方也能够感应到,很多科学家认为,心灵感应就是量子纠缠的一种现象,量子纠缠之所以能够无视距离,就是因为它们之间存在叠加态,叠加态原理是量子力学中一个基本的原理。它说明了波函数的性质,如果ψ1是体系的一个本征态,对应的本征值为A1,ψ2也是体系的一个本征态,对应的本征值为A2,根据薛定谔方程的线性关系,ψ=C1ψ1+C2ψ2也是体系一个可能的存在状态。简单来说就是微观粒子能够同时存在于多个地方,如果说我们真的能够实现量子纠缠技术,并且将它用运到生活中,那么我们的信息传递就能够实现超光速。

这样我们也能够探索宇宙中的奥秘,小编认为,人类想要解开宇宙的奥秘,人类必须想办法突破一个光速的限制,如果我们无法突破光速的限制,那么人类最终也会被锁死在太阳系中,不过人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,说不定人类真的能够实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?

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星空承载梦想

简介:本人爱好天文,擅长写科学领域的文章