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从地球跑到银河系对面,这事儿到底有多离谱

前几天晚上我在天台晾衣服,抬头看见银河横在天上,忽然冒出一个特别傻的问题——如果有一天,我们真想去银河系另一端看看,到底该怎么去?

这个念头一起,我就知道今晚别想早睡了。

很多人对“银河系另一端”没什么概念,我一开始也是,后来查了些资料,才发现这事儿比我想象的还要离谱一百倍。

先搞清楚我们要跑多远

银河系是一个旋涡星系,我们的太阳系窝在一条叫猎户臂的旋臂内侧,距离银河系中心大概 6 万光年,但“银河系另一端”不是指中心,而是指直径方向上正对着我们的那条边缘地带。

银河系的盘面直径大约 10 万到 12 万光年,最新研究甚至认为可能到 15 万光年以上,不管按哪个数字算,我们要跨越的距离都在 8 万到 10 万光年这个量级。

一个光年是多少?光走一年的距离,大概 9.46 万亿公里,再乘个 10 万……那个数字大到我念出来都嫌费劲。

这就好像你住在北京,想去纽约,但你不是坐飞机,而是打算用蚂蚁爬行的速度绕地球好几圈——不对,这个比喻还不够夸张,因为蚂蚁和飞机的差距根本没法和这个比。

那我们先试试最快的飞行器

人类目前飞得最远的探测器是旅行者一号,1977 年发射,到现在飞了四十多年,终于飞出了太阳系的边界——日球层顶,它现在的速度大约是 每秒 17 公里,听着挺快是吧?

来算一笔简单的账。

一秒 17 公里,一年能跑大约 5.4 亿公里,听起来不少,但一光年是 9.46 万亿公里,所以旅行者一号飞完一光年需要大概 7 万年,那要飞 10 万光年呢?

我拿计算器按了好几遍,确认自己没多敲零——大约是 7 亿年

7 亿年是什么概念?恐龙灭绝是 6500 万年前的事,那都算“了,1.7 亿年前,恐龙还没称霸地球,哺乳动物的祖先还是些不起眼的小东西,你从地球出发的时候是侏罗纪早期,等到了银河系对面,地球上的生物可能已经又灭绝又复兴好几轮了。

用现在的技术跑,这事儿从根本上就不成立。

光速行不行?问题更多了

很多人会想,那等人类造出光速飞船不就好了?

就算真有光速飞船,飞到银河系对面也要 8 到 10 万年,你坐上去,得在飞船里过完这辈子,然后你的孙子继续飞,孙子的孙子继续飞……几百代人都在路上,飞船就是一个移动的微型文明,等终于到了目的地,地球上的人类可能早就忘了还有这么一艘飞船在飞,或者地球文明已经没了。

从地球跑到银河系对面,这事儿到底有多离谱

而且严格来说,光速航行本身就有个大坑。狭义相对论告诉我们,有质量的物体永远达不到光速,越接近光速,所需能量就呈指数级飙升,把一艘普通飞船加速到光速的 99%,需要的能量可能比整个地球一年的能源消耗还要多好几个数量级。

不过相对论也留了一个意外的后门——时间膨胀效应,如果飞船能以极接近光速飞行,船上的时间会变慢,理论上看,如果速度够高,乘客自己感觉可能只过了几十年甚至几年,但你回到地球时,地球上已经过去了十万年,这趟旅行就成了单程票,你面对的是一个完全陌生的未来世界。

用费曼的话讲,自然规律不禁止你跑很远,但它会用各种方式让你付出巨大代价。

虫洞——听起来像作弊,但物理书没说不许

聊到这儿,光速航行已经够让人头大了,但物理学家们还真想过更“取巧”的方案。

虫洞这个概念来自广义相对论,可以简单理解成时空里的隧道,把两个原本相隔极远的点直接连在一起,你从这头进去,那头出来,可能只走了几公里,却跨过了几万光年的宇宙距离。

1935 年,爱因斯坦和罗森最早在数学上描述了这种结构,所以也叫爱因斯坦-罗森桥,后来的研究者比如索恩、莫里斯等人进一步探讨了“可穿越虫洞”的条件。

问题在哪呢?要保持虫洞稳定张开,需要一种性质极其古怪的东西——负能量密度物质,量子力学里的卡西米尔效应证明负能量确实可能存在,但那是在极微小的尺度上,想弄出一个能让人钻过去的虫洞,需要的负能量总量大到离谱,目前完全不知道怎么获取。

而且虫洞的另一端如果真在银河系对面,你首先得把那个出口“搬”过去,或者它天然就在那里,这又绕回了怎么跨越距离的问题,虫洞不是凭空出现的任意门,它的形成机制至今没人能说清楚。

从地球跑到银河系对面,这事儿到底有多离谱

我把这个想法跟一个学物理的朋友聊了聊,他沉默了几秒说:“理论上不禁止,但实际操作嘛……你先活到人类文明多延续几十万年再说吧。”

飞船里的人怎么办?这可不是坐高铁

不谈物理极限,光想想人本身的问题就够受的。

一趟万年旅程,食物、水、空气怎么循环?飞船得是一个完全闭环的生态系统,一点冗余都不能有,辐射防护怎么做?星际空间的高能粒子流能把 DNA 打得稀碎,人的心理受得了吗?一辈子生活在密闭空间里,抬头看不到天空,脚下踩不到真正的泥土。

还有一个很少被提起的残酷问题:代际伦理,你在飞船上出生,一辈子没见过地球,你的使命只是繁衍后代以保证飞船有人驾驶,你愿意吗?你的孩子愿意吗?这事儿细想下去,社会学层面的难度可能比物理学还大。

那我们到底还有没有戏

说实话,写到这里我有点沮丧,但转念一想,人类现在的宇航能力也就是在自家太阳系门口转悠的程度,类比起来,大概相当于原始人刚学会划独木舟,就在讨论怎么横渡太平洋。

可是独木舟后来变成了帆船,帆船变成了蒸汽船,蒸汽船又变成了巨轮,技术的演进路径没人能提前画好,但方向是明确的——只要物理上不被彻底禁止,办法迟早会被找到。

也许几千年后的人类回头看我们今天的讨论,会觉得特别好笑,就像我们看古代人担心骑快马会不会被风吹死一样。

银河系另一端或许永远到不了,或许有一天就成了某个航班的终点站,谁知道呢。

把晾衣架收回来的时候,银河还在头顶,它离我们那么远,远到所有的数字都失去了实感;可它又在每一个晴朗的夜晚准时出现,像是宇宙递过来的一张请柬,只不过上面没写出发日期。

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