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我们能走多远?人类的极限

来源:东方网头条
责任编辑:王亮
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在这个世界里有我们无法跨越的边界吗?那里,无论我们怎样努力,都将永远不会到达。事实上,其实存在这样的限制。即使有科幻小说里的技术。我们被困在我们对宇宙的"口袋"里。为什么是这样的?那么,我们到底可以走多远?我们生活在银河系的一个安静的旋臂里;一个平均大小约10万光年宽的螺旋星系,有千亿颗恒星,气体云,暗物质,黑洞,中子星和行星。

在星系中心,有一个超大质量黑洞。从远处看,我们的星系看起来非常稠密,但在现实中,它大多数由一无所有的空间组成。凭借我们目前的技术,将人类送到最近的恒星将需要数千年。所以,我们的银河系是相当大的。但是银河系并不孤单,银河系跟仙女座星系和矮星系(银河系、仙女座星系,矮星系一共约四十个),组成了所谓的本星系群的——一个半径为一百万秒差距的区域。它是拉尼亚凯亚超星系团数百星系群中的一个,有百万个跟它类似的超星系团,构成了目前我们可观测到的宇宙。

如果我们有一个美好的未来,人类变成了第三类文明,不会被外星人侵略者一扫而光,并开发了基于我们目前的物理学的理解的星际旅行。在这种最好的情况下,我们到底可以走多远?其实,只能在本星系群里,这是人类能够参与的最大的结构。虽然它的确很大,但本星系群只占0.00000000001%的可观测宇宙。

让我们来沉思一下这个数字,我们被限制在可观测宇宙里的一万亿分之一的空间里。对我们来说,发现有一个实际的边界在限制我们,并且永远去不了别的地方,是一种非常可怕的感受。我们为什么不能走得更远?这一切都跟宇宙中的虚空有关。宇宙虚空并不是真正的空着的;它本身拥有能量,被称为“量子涨落”。

从小范围来看,虚空里有不断的运动,粒子和反粒子产生和湮灭。你可以想象这个量子真空是起泡部分:更密集,密度较小的区域。现在,让我们回到138亿多年前,当宇宙是由虚空组成的。在所谓的大爆炸之后,因为一个叫做“宇宙膨胀”的现象,可观测宇宙仅仅在几分之一秒内从一个大理石的大小扩大到万亿公里。

这突如其来的宇宙拉伸发生的如此之快且极端,所有的这些"量子涨落"也同样被拉伸了,导致一开始的区区亚原子的距离成为了现在银河系规模的距离,充满了厚密的区域和密度较低的区域。在膨胀之后,万有引力重新开始把万物拉回一起。从大规模来看,万有引力不能把所有东西都牵制住,但是在小范围的地方来看,万有引力还是被优先考虑。因此,随着时间的推移,密度较大的区域,或”口袋宇宙”,成长为星系群,就像一我们今天生活的地方一样。万有引力只有在我们的“本星系群”里有作用。

但是问题是什么呢?为什么我们不能从我们的"口袋"里旅行到别的“口袋”去?这都是因为“暗能量”让事情复杂化了。大约六十亿年前,宇宙开始充满了暗能量。基本上,暗能量是一种无形的力和效果,导致并加速了宇宙的膨胀。我们不知道暗能量是什么,但是我们可以清楚地观察到它导致的结果。在早期宇宙中,在本星系群里有比较大的“冷点”,后来增长到具有数千个星系的星系团。

我们被很多事物包围,但没有一个结构或星系会被我们的本星系群的引力吸引。所以宇宙膨胀得越多,不同星系群之间的距离就会变得越大。随着时间的推移,暗能量将我们从宇宙中孤立起来,使得我们最终变得无法接触到其他星团,星系和星系群。接下来的星系群已经是数以百万计光年开外了,但它们都在用我们永远都不能想象到的速度远离我们。我们可以离开本星系群,然后尝试飞过星系际空间,但在黑暗中,我们永远不会到达任何地方。

当在星际中,我们被越来越疏远,本星系群内将更加紧密结合起来,并合并在一起,在数十亿年内,形成一个叫做 “Milkomeda" 的巨大的椭圆星系。但事情变得更加令人消沉了:在某个可预见的未来,本星系群外的事物将是那么远,他们会变得难以检测到,因为只有少量的光子可以达到我们这里。那些光子的波长会变得长到无法检测。一旦这种情况发生了,没有任何从外界来的信息能达到我们。外界宇宙会从视野中消失。

宇宙变得会永远从任何一个角度看起来都黑暗和空旷。未来的”Milkomeda”人,会觉得整个宇宙中只有他们自己的星系。当往虚空中望去时,他们只会看到更多的空虚和黑暗;他们将无法看到宇宙背景辐射,他们将无法知道大爆炸发生过。他们将没有办法知道我们今天所知道的东西:宇宙膨胀特性,宇宙的起点和终点。他们会认为宇宙是静态的,永恒的。

Milkomeda将是一个在黑暗中的孤岛,慢慢变的越来越暗。但尽管如此,本星系群仍有万亿的恒星,对于人类来说已经够大了。毕竟,我们现在还是没有想出来如何离开我们的太阳系,我们还有几十亿年等着我们去探索我们的银河系。我们能够在这一刻存在是非常幸运的,因为我们不但能看到我们的未来,还能看到最遥远的过去。即使在一个被孤立的本星系群里……

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 泛星- Kurzgesagt – In a Nutshell

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