朋友问我从银河系去地球要多少年,我愣了一下
昨天深夜,一个朋友突然在微信上问我这个问题,我盯着手机屏幕看了足足十秒钟,脑子里全是问号——银河系是我们所在的星系,地球就在银河系里面,就像你家在北京市朝阳区,然后问我“从朝阳区去北京市要多久”一样。
但我懂他的意思,他真正想问的是:从一个遥远的星系外、从银河系的边缘、甚至从银河系之外,到达地球需要多少年?
这个问题比看起来复杂得多,但拆开来讲,其实很有意思。
先把位置搞清楚:你现在就在银河系里
这是个很容易被忽略的事实,银河系的直径大约10万到18万光年(天文学家还在争论具体数字),里面有1000亿到4000亿颗恒星,太阳只是其中一颗不起眼的中年恒星,地球绕着太阳转,所以我们一家人——太阳、地球、你、我,都在银河系里面。
更准确地说,太阳系位于银河系的一条旋臂上,叫猎户臂,距离银河系中心大约2.6万光年,如果你站在银河系中心那个超大质量黑洞附近往地球看,光是单程就要跑2.6万年。
“光年”这个词听起来像时间单位,但它其实是距离——光在一年里跑的路程,大约46万亿公里。
有了这些数字,我们就可以坐下来算账了。
不同起点,答案完全不一样
我把朋友可能想问的情况拆成了几种,列了个表,这样看着更直观:
| 出发位置 | 距离地球 | 光速飞行需要的时间 | 目前最快飞船所需时间 |
| 银河系中心 | 约2.6万光年 | 6万年 | 约4.7亿年 |
| 猎户臂另一端 | 约1万光年 | 1万年 | 约1.8亿年 |
| 银河系边缘 | 约6万光年 | 6万年 | 约10.8亿年 |
| 离银河系最近的仙女座星系 | 约250万光年 | 250万年 | 约450亿年 |
目前人类最快的飞行器是帕克太阳探测器,时速大约69万公里,听着很猛对吧?但跟光速一比——光速是每秒30万公里,帕克连光速的千分之一都不到,用这个速度跑,从银河系中心来地球得花将近5亿年,那会儿地球上还是三叶虫的天下。
但真正的难题不是速度,是物理规律
说到这里,有物理常识的朋友可能要问了:能不能用相对论的时间膨胀效应“作弊”?
确实,按照爱因斯坦的狭义相对论,当飞船接近光速时,飞船里的时间会变慢,理论上,如果一艘飞船以99.999%的光速飞行,飞船里的人感知的时间可以大幅缩短,从银河系中心到地球,飞船里的人可能只感觉过了几十年,甚至更短——取决于你离光速有多近。
但这里有两个很现实的坑:
- 能量需求是个无底洞。 把一艘飞船加速到接近光速,需要的能量会趋向无穷大,就算把全地球的核燃料烧光,也远远不够。
- 星际介质不是真空的。 银河系里有稀薄的气体和尘埃,以接近光速飞行时,哪怕撞上一粒微尘,释放的能量也相当于一颗炸弹。
法国科幻作家贝尔纳·韦伯在《蚂蚁》三部曲里写过类似的情节,里面的文明为了星际旅行,不得不把整个星球改造成飞船,想想我们连高铁票都嫌贵,这的确有点遥远。
从银河系去地球要多少年?
所以回到朋友的问题,我现在可以给出一个诚实的回答:
如果你问的是光速飞行——从银河系中心出发大约6万年,从边缘出发大约6万年,从最近的仙女座星系出发大约250万年。
如果你问的是人类现有技术——几亿年到几百亿年不等,远超宇宙目前的年龄,基本等于“永远到不了”。
如果你问的是相对论飞船里的人感知的时间——理论上可以短到几十年,前提是人类能搞定接近光速的推进技术和防撞系统。
朋友听到最后一条的时候发了个表情包过来,上面写着“我先睡了”。
但我还没来得及告诉他另一个有意思的事实:银河系本身也在动,它正带着我们所有恒星一起,以每秒约600公里的速度在宇宙中飞奔,所以严格来说,你坐在地球上不动,其实已经在银河系里旅行了,只是你身边的参照物——你的咖啡杯、窗外的树、手机屏幕上的这个问题——都在跟你同步移动,所以你什么都感觉不到。
宇宙学家卡尔·萨根在《暗淡蓝点》里说,天文学是一种谦卑的体验,大概是这个意思。
