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我们人类到底能飞多远?是纵横宇宙还是困死银河系?
我们人类到底能飞多远?是纵横宇宙还是困死银河系?
在这个宇宙里有我们无法跨越的边界吗?在那里,无论我们怎样努力,我们都将永远不会到达?事实上,存在这样的限制,即使有科幻小说里的技术,我们还是被困在宇宙的“口袋里”。为什么是这样?并且,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,一个平均大小的螺旋星系,约10万光年宽。这里有千亿颗恒星,气体云,黑洞,暗物质,中子星行星。在星系中心,有一个超大质量的黑洞。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,将需要数万年。所以,我们的银河系是相当庞大的,至少对人类来说如此。虽然银河系并不孤单,银河系跟着仙女座星系和五十多个矮星系组成了所谓“本地组“的一部分,一个有一千多万光年直径的空间。它是在数百星系组中的一个在”拉尼亚凯亚”超星系团。有百万个和它类似的超星系团构成了我们目前可观测到的宇宙。
  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,我们到底能走多远?其实,只有本地组里,这是人类能够参与的最大结构。虽然它的确很大,但本地组只占0.00000000001%的可观测宇宙。让我们来思考一下这个数字,我们被限制在可观测宇宙的一千亿分之一的空间里。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,就像被圈养的猪一样,是一种非常可怕的感受。
  我们为什么不能走的更远?这一切都跟宇宙中的虚空有关。宇宙的虚空并不是真正的空着的,它本身拥有能量,叫做所谓的“量子波动”,从小范围来看,虚空里有不断的运动,粒子和反粒子诞生和毁灭自己。你可以想象这个量子真空作为池塘里的泡泡,有更密和密度较小的区域。
  如果让我们回到138亿年前,当宇宙是由虚空组成的。在所谓的“大爆炸”以后,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里从一个极小的点扩大到万亿公里。这突如起来的宇宙拉伸发生的如此之快又极端,这种膨胀的速度完全超过了光速,所有的这些“量子波动”也同样被拉伸了,导致一开始的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,重力重新开始把万物拉回一起。从大规模来看,重力不能把所有东西都牵制住。但是在小范围的地方来看,重力还是被优先考虑的。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,就像今天我们生活在的地方一样,重力只在我们的“本地组”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”里旅行而去到别的“口袋”里?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或效果,导致并加速了宇宙的膨胀。我们不知道暗能量是什么,但是我们可以清楚的观察到它导致的效果。在早期宇宙中,在本地组里有比较大的“冷点”,后来增长到数千集群的星系,我们被很多事物包围,但没有一个结构或星系会被我们“本地组”的引力吸引。所以宇宙膨胀的越多,不同组之间的距离就会变的越大。随着时间的推移,暗能量将我们从宇宙中孤立起来,使得我们最终无法接触到其他星团、星系和群体。

  接下来的银河组已经是数以百万级光年开外了。但它们都在用我们永远都想象不到的速度离我们远去。我们可以离开本地组,然后尝试飞过星际空间,但在黑暗中,我们永远不会达到任何地方。当在星系中,我们越来越被疏远,本地组内将变得更加紧密结合起来,并合并在一起,形成一个数十亿年的“银河仙女座”的巨大椭圆星系。但事情变得更加令人消沉了,在某个可预见的未来,本地组以外将是那么遥远,他们会变得难以检测到,因为只有少量的光子可以到达我们这里,那些光子的波长会长到无法检测。一旦这种情况发生了,没有任何从外界来的本地组的信息能到达我们这里。宇宙会从视野里消失,宇宙会永远从任何一个角度看起来都变得黑暗和空旷。

  未来的“银河仙女座”人,会觉得整个宇宙只有他们自己的星系。当往虚空望去时,只会看到更多的空虚和黑暗。他们将不能看到宇宙背景辐射,他们将不能够知道发生过大爆炸,他们将没有办法知道我们今天知道的东西、宇宙的膨胀特性、宇宙的终点和起点,他们会认为宇宙是静态的,永恒的。“银河仙女座”将是一个在黑暗中的孤岛,慢慢的变的越来越暗。但尽管如此,本地组仍有万亿的恒星,对于人类来说已经够大了。
  毕竟,我们到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未来,还能看到我们的过去。即使在一个被孤立的本地组里,我们仍然可以感知整个宇宙现在的豪华与壮观。
出处:科幻公众号

2016-05-17
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