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从银河系到外星系,到底要飞多久?

前几天夜里,我躺在阳台上看星星,脑子里突然冒出一个问题:如果有一天我们真的想去隔壁星系串个门,得花多少时间?我知道这个问题听起来有点不着边际,但就是忍不住去想,于是我开始翻资料、算数字,越算越觉得——天文学里的距离概念,真的太欺负人的想象力了。

从银河系到外星系,到底要飞多久?

先把“尺子”搞明白:光年到底有多远

我们在地球上说距离,习惯用公里,但在宇宙尺度下,公里这个单位太小了,小到写出来一行都装不下那些零,所以天文学家用了光年——光在真空中跑一年走过的距离。

光一秒能跑大约30万公里,一年下来就是差不多46万亿公里,这个数字大到什么程度呢?太阳光到地球只需要8分多钟,而太阳系最外层的矮行星冥王星,光也要跑5个多小时才能到,也就是说,光是太阳系内的通勤就已经按小时算了,更别提去别的恒星,更更别提跨星系了。

银河系内部先跑一趟:去邻居恒星要多久

银河系本身就已经大得离谱,它的直径大约10万到18万光年之间,我们太阳系所在的位置,差不多离中心有2.6万光年,也就是说,如果银河系是一座巨型城市,我们其实住在郊区。

离我们最近的恒星——比邻星,距离大约4.24光年,这已经是目前人类能找到的最近的“邻居”了,那以我们现在的技术去拜访它需要多久呢?

  • 旅行者1号探测器,目前正以大约每秒17公里的速度飞离太阳系,算下来大概是每年3.6个天文单位(1天文单位约1.5亿公里)。
  • 如果让它朝比邻星方向飞,大约需要7万多年才能抵达。

是的,你没看错,7万多年,也就是说,我们智人走出非洲也就十来万年的事,而一趟邻星串门,要花掉一大半的智人史。

跨出银河系:去最近的外星系有多远

好了,现在把目光放宽一点,银河系只是宇宙中一个普通的星系,我们最“近”的一个大星系邻居叫仙女座星系,距离大约是254万光年,也就是说,我们现在看到的仙女座星系的星光,是254万年前出发的,那会儿地球上还处在早期人类出现之前的演化阶段。

从银河系到外星系,到底要飞多久?

为了让你感受一下这个数字和前面那些数字之间的落差,我把距离和相应的时间列了一张小表格:

目标距离光速飞行时间旅行者号速度所需时间
比邻星(银河系内)约4.24光年24年约7万年
银河系中心约2.6万光年6万年约4.5亿年
大麦哲伦云(矮星系)约16.3万光年3万年约28亿年
仙女座星系约254万光年254万年约43亿年
草帽星系(M104)约2900万光年2900万年约500亿年

你看,即使是光本身,从银河系跑到仙女座星系一趟,也要254万年,而我们的旅行者号那种当前人类最快的宏观物体,按那个速度,到了仙女座需要的时间比地球已经存在的年龄还要长。

那有没有快一点的可能?

这时候你可能要问,我们是不是可以用更快的飞船?比如理论上的核聚变推进、光帆、或者未来的反物质引擎,听起来都很有科幻范儿,事实是,即使我们把速度提升到光速的10%——这对目前的人类技术来说已经极其困难——到仙女座星系也要2540万年,这就已经超过地球上从猿到人的演化旅程了。

真正让人脑洞有点疼的是爱因斯坦的相对论效应,假设一个飞船能以非常接近光速的速度飞行,由于时间膨胀,飞船上的人体验到的时间会变短,从飞船上的时钟看,去仙女座星系可能只需要几十年甚至更短,但在地球上,依然过去了254万年,这就意味着,你出去溜达了一圈,回来的时候地球上已经是完全不同的世界了,很可能连人类的痕迹都找不到了,这种“一出门就跨越地质年代”的设定,想想其实也挺让人唏嘘的。

那为什么还要琢磨这些?

说实话,就算是最乐观的技术预测,人类在可见的未来里也没有办法真正肉身跨星系旅行,但琢磨这件事,让我突然理解了为什么天文学里每一张模糊的星系照片都珍贵得不行——那些光子,真的是在宇宙里赶了几百万年甚至上亿年的路,刚好在地球上有一台望远镜抬起头的时候,撞进了镜片里。

《天体物理学报》里有一句我记得很深的话:当我们仰望一个星系时,我们看到的不是它现在是什么样,而是它在发出那一束光那一瞬的样子,也可能正因为我们实在到不了那些地方,宇宙才显得特别好看吧,地面上的烦恼总是一茬接一茬的,但抬头看见仙女座模糊的光斑那个瞬间,人会忽然安静下来,好像也没什么特别的原因。

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