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[猎奇]从地球到银河系,天文学家认为:人类永远无法飞出宇宙?[10P] [复制链接]

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— 本帖被 xgch 执行加亮操作(2024-05-03) —
为啥科学家说:人类永远到不了宇宙边界?



看完你就明白了


这是宇航员在空间站拍到的地球的一部分,此时大地不再平坦,地球的曲率开始出现。
这是距离地球3万公里拍摄的地球全景照,我们可以清晰的看到整个地球。


这是从38万公里外的月球上拍摄的地球,在透视原理的作用下,地球变成了一颗小小的蓝色弹珠,由此引发的全景效应甚至还引起了很多登月宇航员的恐惧心理。


离开地月系,地球在我们眼中会飞速变小,你现在看到这张昏暗的照片,是好奇号在1.6亿公里外的火星上拍摄的,那颗小白点就是我们的地球,这是卡西尼号在土星光环下拍到的地球照片,此时它距离地球14亿公里。


这张著名的暗淡蓝点照片,是旅行者一号从距离地球64亿公里外拍摄的,此时地球只占了0.12个像素,用卡尔萨根的话来说:地球就是一粒悬浮在阳光中的尘埃。
我们的太阳系直径2光年,在它之上是直径10万光年,至少拥有1000亿颗恒星的银河系,德雷克方程显示:银河系内至少有几十种外星文明,但它们彼此之间相隔太远了,所以直到今天我们也没发现外星人。


银河系之上的本星系群里,涵盖了银河系以及仙女星系等50多个星系,直径达到了惊人的1000万光年,但它也只不过是室女座超星系团的一小部分。
室女座超星系团覆盖了一块直径超过1.1亿光年的巨大区域,像本星系群这样的系统,在里面至少有100个。


在它上面还有拉尼亚凯亚超星系团,它由10万个星系组成,直径达到了5.2亿光年,这意味着即使驾驶光速飞船,我们也要5.2亿年才能飞出它的范围。


当我们到达10亿光年的尺度范围后,宇宙就不再是我们印象中的星系均匀分布结构了,而是变成了网状结构,数以万计的星系在暗物质和暗能量的驱动下,变成了一条条横跨百亿光年的宇宙长城,而超星系团们则成了宇宙长城的节点,它们之间被数千万光年到数十亿光年的宇宙空洞分割,直至可观测宇宙的边缘。


目前的可观测宇宙,指的是以地球为中心,半径465亿光年,直径930亿光年的球形时空,里面至少有2万亿个星系,然而这远不是真实宇宙的大小,这只是因为远方星系发出的光,因为宇宙超光速膨胀飞不到地球,而形成的一个有限空间而已。


科学家们通过计算分析推测,真正的宇宙大小可能在可观测宇宙的250倍以上,所以人类可能真的永远也无法到达宇宙的边缘,毕竟就算我们以光速飞行,宇宙的膨胀速度也是超光速的,我们永远也赶不上宇宙边缘。
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xgch 金币 +35 辛苦了,感谢您无私奉献的精神! 05-03
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只看该作者 沙发  发表于: 05-03
天文学家通常不会说人类永远无法飞出宇宙,因为这个说法可能会引起误解。当我们谈论“飞出宇宙”时,我们需要先了解一下宇宙的概念。宇宙包含了所有的物质、能量、星星、行星、星系,甚至包括空间本身。因此,从技术上讲,我们是不可能飞出宇宙的,因为我们始终处于宇宙之中,就像鱼在水中一样。

然而,我想您可能是在问人类是否能飞出我们的银河系——银河系是一个包含数百亿恒星的庞大星系,其中包括我们的太阳。目前,人类尚未有能力离开我们的太阳系,更不用说飞出整个银河系了。以下是几个关键原因:

1. 速度限制:目前,人类最快的航天器——朱诺号探测器——相对于太阳的速度大约为165,000公里/小时(约45.8公里/秒)。即便以这样的速度,要离开我们的太阳系都需要数千年的时间。而即便是最近的恒星系统——比邻星系统——也距离我们约4.22光年,以当前的技术水平,前往这样的距离需要数万到数十万年。

2. 能源问题:推动一艘飞船达到离开银河系所需的相对速度(即使我们知道确切的方向)将需要难以想象的巨大能源。目前,我们还没有可行的能源解决方案来实现这样的任务。

3. 生命支持:长时间的宇宙航行需要稳定的生命支持系统,包括食物、水、氧气以及废物处理等。目前,我们还没有能力维持一个长期的、自足的生态系统来进行这样的长途旅行。

4. 目标选择:即使我们有技术可以离开银河系,我们也需要知道确切的目标位置。目前已知的大多数恒星系统都太远,而且考虑到宇宙的膨胀,目的地的选择也是一个巨大的挑战。

综上所述,尽管人类尚未有能力飞出银河系,这并不意味着我们永远无法做到。随着科技的进步,未来的世代可能会开发出新的推进技术、能源解决方案和生命支持系统,使星际甚至是恒星际的旅行成为可能。然而,这样的未来还很遥远,并且需要克服的科学和技术障碍是巨大的。

让我们更详细地探讨一下为什么科学家认为人类永远到不了宇宙边界。

首先,我们需要理解宇宙的基本特性。宇宙是由大爆炸诞生的,这个事件不是发生在空间的某一点,而是标志着时间和空间本身的开始。因此,宇宙没有中心,所有的点都可以被认为是中心。同时,宇宙的膨胀不是物体在空间中的运动,而是空间本身的膨胀。这意味着两点之间的距离随着时间的推移而增加,而不是物体在空间中移动。

现在,让我们考虑一下宇宙的大小。正如您提到的,可观测的宇宙半径约为46.5亿光年,这意味着我们可以看到的宇宙范围相当庞大。然而,这个范围并不意味着宇宙的边界就在那里,它只是限于我们能够接收到光线的距离。由于宇宙膨胀的影响,一些星系正在以超过光速的速度远离我们,这意味着我们无法接收到它们发出的光线,从而无法观察到这些区域。因此,可观测宇宙的范围实际上是在不断变化的,随着宇宙的膨胀而不断扩大。

那么,我们是否可以到达这些目前不可观测的区域呢?理论上,如果我们能够以光速或接近光速的速度旅行,我们就可以到达这些区域。然而,这面临着几个根本性的挑战:

1. 能量需求:要达到光速或接近光速,需要巨大的能量,目前这还是纯属理论上的可能性。

2. 时间膨胀:根据相对论,随着速度的增加,时间会变慢。这意味着,即使我们能够以接近光速旅行,对于船外的观察者来说,时间会过得非常缓慢。因此,即使是相对较近的目的地,实际旅行时间也会变得极其漫长。

3. 宇宙膨胀:即使我们能够克服上述挑战,宇宙的膨胀也是一个不可忽视的因素。随着我们离地球越来越远,我们会遇到星系以越来越快的速度远离我们。即使我们能够保持光速不变,这些星系依然会因为宇宙的膨胀而变得越来越远。

最后,科学家们认为宇宙可能是无边界的。基于量子力学和广义相对论的理论预测,宇宙可能是由一个单一的、连续的时空构成,没有明确的边界。如果这是正确的,那么即使我们能够以某种方式超越可观测宇宙的范围,我们也永远不会遇到宇宙的“边缘”。

综上所述,由于宇宙的膨胀速度、距离以及物理学的限制,科学家们普遍认为,人类永远无法到达宇宙的边界。
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xgch 金币 +18 回复认真,加分鼓励 05-03
如何不发帖就快速得到金币道行
 
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认真回复加分,灌水扣分~
 
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