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一秒钟飞出银河系,这可能吗,会发生什么?

前几天晚上我在阳台收衣服,抬头看了眼夜空,脑子里突然蹦出一个特幼稚的问题:假如我能用一秒钟飞出银河系,会怎样? 这个念头一冒出来就收不住了,我干脆坐下来认真琢磨了一下,结果发现,这背后牵扯出来的东西,比科幻电影还有意思。

先把“一秒钟”和“银河系”摆清楚

咱得先弄明白两件事:银河系到底有多大,以及一秒钟到底能干什么。

银河系的直径,按照目前天文学界比较公认的数据,大约是10万到18万光年,咱们取个中间偏保守的值,就按10万光年算好了,光年是什么概念?光在一年里跑的距离,光速是每秒30万公里,所以一光年大概等于9.46万亿公里。

这意味着什么?就算你能以光速飞行,横穿银河系也得花10万年,10万年啊朋友们,智人走出非洲也就是这十来万年的事,而现在我们讨论的是一秒钟横穿整个银河系。

这里插一句,我查资料的时候发现,银河系其实没有一条明确的硬边界,它的恒星盘面之外还有一个巨大的暗物质晕,范围可能延伸到直径200万光年,但咱不钻牛角尖,就把“飞出银河系”理解成从银心出发,垂直冲出恒星盘面的范围,大概5万光年的距离好了,反正量级差不多,不影响后面的推导。

一秒钟飞5万光年,速度有多离谱?

来,算个数,5万光年除以1秒,约等于58万亿倍光速,记住这个数字,后面所有离谱的事都是它引起的。

根据爱因斯坦的狭义相对论,任何有质量的物体都没法达到光速,更别说超过了,但咱今天不开物理课,咱就假设——甭管什么原理,你突然获得了这个能力,那么你在这“一秒钟”里会经历什么?

阶段 时间 大致位置
起步瞬间 0001秒内 已出太阳系
前半秒 5秒 横穿猎户臂,掠过数千万颗恒星
后半秒 5秒 冲出银盘,进入银晕,脱离银河系主体
结束 0秒 漂浮在星系际空间的虚空里

注意,这还不是最疯狂的,最疯狂的是你看到的东西

你的眼睛会经历什么?

以1.58万亿倍光速移动,光本身对你来说会变得极其古怪,狭义相对论里有个光行差效应,正常速度下它让星光看起来稍微往前倾,但在超光速情况下,整个宇宙的星光会全部挤压到你前进方向的一个小光锥里

一秒钟飞出银河系,这可能吗,会发生什么?

你会看到什么景象?身后的银河系急速变暗变红,最后直接黑掉;而前方的星空会全部压缩成一个刺眼的光点,亮度高到无法直视,一秒钟之内,你周围的整个宇宙从漫天星斗变成一片漆黑,只剩前方一个针尖大的光斑。什么都没有了,你就飘在星系之间的虚空里,前后左右上下,全是黑的。

说实话,写到这儿我自己都觉得有点瘆得慌。

时间对你而言,跟别人不一样

爱因斯坦还说过一个事:时间膨胀,速度快到接近光速的时候,你的时间会变慢,在常规物理框架里,越接近光速,时间膨胀越剧烈,虽然超光速情况理论不覆盖,但假设能延续这个趋势——在你这一秒钟里,地球上的时间可能直接跳到宇宙尽头了

这一点很多科普书里都提过,时间简史》里关于孪生子佯谬的讨论,你出发的时候地球还是老样子,等你一秒后回头看,太阳可能已经变成白矮星了,甚至整个宇宙都可能接近热寂,一秒钟等于永恒,大概就这意思。

更实际的麻烦:你的身体能扛住吗?

咱们回到现实一点点,先不考虑超光速本身无法实现这个问题,光是加速度就够你喝一壶的。

一秒钟飞出银河系,这可能吗,会发生什么?

从静止加速到1.58万亿倍光速,时间只有一秒钟,这个加速度是多少呢?大概4.7后面跟20个零那么多g,注意,宇航员承受的极限也就十几个g,持续几秒就会昏迷,你这个加速度直接把人体每个细胞里的原子都压到一起了——你会在启动的第一飞秒之内,变成一滩基本粒子,连等离子体都算不上。

就算你扛住了加速度,还有星际介质的阻碍,银河系的星际空间不是完全真空的,每立方厘米大概有几粒氢原子,以这个速度撞上去,每一个氢原子都相当于一顆超高能宇宙射线炮弹,你会在瞬间被轰成筛子,然后引发一连串核反应,你整个人会变成一道比超新星还亮的闪光,银河系边缘的天文学家可能会观测到一次莫名其妙的“微型伽马射线暴”。

真有这种可能性吗?

说实话,在现有物理框架下,完全没有,但有意思的是,广义相对论里存在一些理论上的漏洞——比如虫洞或者曲速驱动,这些方案不是让你真的超过光速,而是扭曲空间本身,让你抄近路,米给尔·阿库别瑞在1994年提出的曲速引擎模型,理论上是允许“等效超光速”而不违反相对论的,只不过,它需要负能量这种目前在宏观尺度上根本搞不到手的东西。

所以目前来看,“一秒钟飞出银河系”只能停留在思维实验的层面,但你知道吗,正是因为这类看似荒诞的提问,才逼着人去想:光速为什么是上限?空间本身能不能被扭曲?银河系之外到底什么样?

这些问题本身,就值回票价了。

就像那天晚上我站在阳台上,衣服已经晾完了,但想到这些东西的时候,突然觉得头顶那片星空跟以前不太一样了,它好像没那么远,又好像更远了,说不太清楚,反正就是——能问出这个问题,本身就已经在“飞”了

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