人類將永遠鎖死在太陽系?未來物質或信號,必須有一個突破光速

星空承載夢想 2024-02-19 08:39:29
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現代科學認爲,我們的宇宙誕生于138億年前,在138億年前,有一顆奇點發生了爆炸,奇點是一個質量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點,這個點爆炸以後,我們的宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現在看到的樣子,宇宙中的天體都是在宇宙大爆炸之後形成的,比如說恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等,我們的地球就是太陽系中的一顆行星,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在海王星的外面還有一顆冥王星,曾經冥王星也屬于一顆行星,但是後來科學家認爲冥王星的體積和質量都太小了,于是將它踢出了行星的行列。

在太陽系的八大行星當中,地球是唯一一顆誕生了生命的星球,科學家認爲地球之所以能夠誕生生命,主要是因爲地球滿足了生命誕生的基本條件,首先地球的宜居性是生命存在的基礎,地球位于太陽系的宜居地帶,這使得地球上存在液態水,而水是生命之源,除此之外,地球還具備了適宜的溫度範圍,適度的大氣層和適量的碳等元素,這些都是生命所需要的環境條件,其次,地球的化學條件也促進了生命的存在,地球上的化學元素和化合物豐富多樣,提供了構建生命所需要的基本元素,地球上的碳循環系統爲生命提供了所需要的碳化物,而且氧氣和其它化學物質的存在也爲生命的新陳代謝提供了能量。除了這些條件之外,地球擁有強大的磁場和厚厚的大氣層。

磁場對于大氣層來說非常重要,磁場能夠牢牢的抓住地球大氣層,使得地球大氣層不會被太陽風吹散,而大氣層能夠保護地球生命不會被太陽光的紫外線和輻射照射,如果沒有大氣層的保護,那麽地球生命可能不會長久的發展下去,綜合因素結合在一起,才使得地球這顆星球變成了一顆有生命存在的星球,在地球上生存著各種各樣的生物,有海洋生物,有陸地生物,有兩棲生物和微生物等等,人類是地球上最有智慧的生命,從誕生以後,人類就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度非常快,當人類走出地球看到宇宙之後,人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中是不是還存在外星生命?

帶著這些疑問,人類走上了探索宇宙的道路,爲了探索宇宙的奧秘,科學家們也做了很多努力,在1957年10月4日,第一顆人造地球衛星“斯普特尼克1號”成功發射。在軌道上運行了幾天後,它于1958年1月4日脫離軌道並墜入大氣層,燃燒殆盡,從而宣告人類太空時代的到來。第一艘載人飛船“東方一號”于1961年4月12日發射升空。飛船搭載的宇航員加加林成爲曆史上第一個進入外層空間的人類,也是第一個進入地球軌道的人。從那時起,蘇聯的航天技術引起了全世界的關注。同年5月5日,美國不甘示弱,發射了“自由7號”飛船。宇航員艾倫·謝潑德(Alan Shepard)成功太空旅行,成爲繼加加林之後第二位進入太空的人類,也是首位進入太空的美國人。

1969年7月20日,阿姆斯特朗和奧爾德林成爲第一個登上月球的人類。阿姆斯特朗登上月球時說的正是這句世界名言“這對我來說是一小步,但對全人類來說卻是一大步”。這是人類探索太空的偉大成就。在那一年,它的發布現場吸引了超過100萬人觀看,而直播吸引了創紀錄的6億人觀看。在1977年的時候,美國發射了旅行者1號和2號探測器,科學家發射這兩個探測器的主要目的就是爲了讓它們飛出太陽系,探索太陽系之外的奧秘,在發射這兩個探測器之前,科學家還在上面安裝了金唱片,這個金唱片是利用特殊材質做成的,能夠保持10億年之久,在這個金唱片上面,刻錄了地球的位置,人類的聲音,大自然的聲音和動物的聲音。科學家認爲,如果這個金唱片能夠被外星文明發現,那麽外星文明或許會根據上面的信息找到地球。

當時科學家考慮到外星文明可能看不到人類的語言,所以科學家利用了宇宙中最常見的氫元素發明了一種秘鑰,在金唱片的右下角配備了圖片說明,科學家認爲,任何有宇航能力的外星文明都應該了解這種過度輻射周圍是0.7納秒,這樣外星文明就能夠根據上面的信息找到地球,當時有很多人還擔心這個金唱片會給人類帶來不必要的麻煩,但是現在看來是我們想多了,因爲到現在爲止,旅行者1號和2號探測器依然沒有飛出太陽系,科學家經過研究發現,如果按照旅行者1號和2號探測器的飛行速度,想要完全飛出太陽系,至少需要上萬年的時間,對于人類來說,上萬年的時間實在是太漫長了。想要飛出太陽系,就必須飛出奧爾特星雲。

奧爾特雲是一個包圍在太陽系外側的球體雲團,距離太陽有50000到100000個天文單位,是一個十分廣闊的空間。科學家們之所以認爲旅行者1號沒有走出太陽系就是因爲,目前世界上普遍認爲,奧爾特雲也屬于太陽系的範圍內。按照人類現在的飛行速度,人類是不可能飛出太陽系的,在浩瀚的宇宙中,太陽系只是宇宙中的一個非常渺小的星系,在太陽系的外面還有銀河系,銀河系的直徑大約是10萬光年,在銀河系中存在1000億顆恒星,400億顆行星,在銀河系的外面還有本星系群,本星系群的直徑大約是1000萬光年,在本星系群中包含了50個和我們一樣大的銀河系以及仙女座星系,這些本星系群的存在,便是組成超星系團的基礎,這些本星系群又會二級成團,成爲本超星系群。

銀河系便處于室女座超星系團當中,對于室女座超星系團來說,它不僅僅是能夠容納銀河系的超大星系團,也是拉尼亞凱亞超星系團中最大的成員之一,室女座超星系團的直徑達到了1.2億光年,裏面包含了20000個星系,這僅僅是宇宙中大小和星系數量中等富饒的超星系團,曾經科學家認爲,室女座超星系團已經是宇宙中最大的結構了,但是後來科學家還發現了拉尼亞凱亞超星系團,這個星系團中存在超過10萬個星系,而超星系團本身的直徑就能夠達到5.2億光年,不僅如此,拉尼亞凱亞超星系團本身的質量也是非常驚人的,如果將拉尼亞凱亞超星系團和銀河系相比,那麽它的質量將會是銀河系的10萬倍,而拉尼亞凱亞超星系團也不是宇宙的最大結構,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達到了930億光年。

這個範圍還不是宇宙的全部範圍,要知道宇宙比我們想象的還要大,宇宙到底有多大?目前科學家還在積極的研究當中,人類面對如此浩瀚的宇宙,顯得非常渺小,人類想要飛出太陽系探索宇宙的奧秘,是一件非常困難的事情,不少科學家認爲,人類想要飛出太陽系,至少需要突破光速,光速是人類在宇宙中發現的最快的飛行速度,大約是每秒30萬公裏,這個速度對于人類來說已經是極限了,而根據愛因斯坦的理論,任何有質量的物體都是無法達到光速的,也不可能超越光速,這是因爲如果物質達到光速,那麽它所需要的能量也是無限大的,而這在物理學上是不可能出現的,所以人類最快的飛行器也只能夠無限的接近光速,不可能達到光速,也不會超越光速。

看到這裏,可能有很多朋友會說,即使是亞光速飛行,我們飛出太陽系也是很容易的,而且探索宇宙中其它的星系也只是時間問題而已,如果說我們的宇宙是靜態的,那麽人類的飛船即使是亞光速飛行,也能夠探索宇宙的奧秘,但是我們的宇宙並不是靜態的,在20世紀初的時候,美國物理學家愛德溫.哈勃發現了遠方的星系正在遠離地球,于是他認爲我們的宇宙在不斷的膨脹當中,在1848年的時候,多普勒提供了天體相對地球運動的工具,這種方式要求具有探測和測量合適的光譜吸收線的能力,在1912年的時候,羅威爾天文台科學家維斯托.斯裏弗獲得了第一批漩渦星雲和之後被識別爲其它星系的光譜,他發現大部分的漩渦星雲光譜的譜線向長波方向位移。

這意味著它們在遠離我們,發現這個現象之後,在1929年的時候,哈勃發表了裏程碑式的論文,星系的紅移隨著距離的增加而明顯增加,所有的星系看上去都遠離我們,越遠的速度越快,這一觀測結果暗示了可觀測宇宙的體積正在膨脹,這就是哈勃定律,這個定律指出,星系的移動速度和他們到地球的距離成正比,這一發現表明宇宙在膨脹,而不是靜止不變的,宇宙膨脹對于人類來說並不是一件好事情,因爲宇宙膨脹的速度已經遠遠地超過了光速,這使得我們看到的其它天體,其實都是他們之前的樣子,畢竟光子在宇宙中飛行是需要時間的,比如說我們看到5000光年之外的天體,其實是它5000年前的樣子,基于目前的光速和宇宙膨脹的速率,科學家認爲距離地球180億光年外的所有星系。

遠離地球的速度都已經超過了光速,除了我們永遠無法看到的那些星系現在的樣子,未來人類文明也永遠不可能到達那行星系,因爲它們在超光速的遠離我們,目前人類能夠觀測到達宇宙直徑達到了930億光年,在這個觀測範圍內,有2萬億的星系,其中至少1.8萬億個星系已經和我們失去了聯系,這意味著即使這些星系上面存在生命,我們也不可能發現他們,而他們即使是發現了地球,他們也不可能飛過了,難道說人類將會被永遠的鎖死在太陽系內嗎?對于這個問題科學家認爲,物質和信號,必須有一個能夠實現超光速,否則我們將會永遠的被鎖死在太陽系內,直到宇宙毀滅,目前科學家也想到了很多超光速的方式,比如說蟲洞穿越。

蟲洞穿越一直以來都是科學家最感興趣的神秘概念,霍金的理論爲我們提供了一些關于這個問題的框架,在它的研究當中,時空是一個統一的整體,由于相對論和量子力學的共同描述,黑洞和蟲洞爲我們提供了可能實現時空穿越的理論依據,愛因斯坦的相對論揭示了時間和空間之間的密切聯系,構成了時空的四維連續體,這一理論說明了質量和能量的分布會影響時空的彎曲,從而形成引力,這種時空的彎曲效應能夠在引力場中的物體運動和光線傳播中得到驗證,霍金根據黑洞理論和愛因斯坦的廣義相對論提出了蟲洞的存在,愛因斯坦的廣義相對論,用于描述引力是如何由質量和能量彎曲時空的,其中最著名的方程就是愛因斯坦場方程,蟲洞是一個時空的曲率,它能夠看作是連接兩個遙遠地點或時刻的通道。

在愛因斯坦的廣義相對論中,蟲洞的可能存在由一些數學解所預示,這些解描述了一些特殊條件下的時空結構,如果說我們能夠進入蟲洞,那麽就能夠從宇宙的這一邊快速的穿越到宇宙的另一邊,而這個速度已經超過了光速,這會大大縮短我們在宇宙中所用的時間,雖然說從理論上來看,蟲洞確實能夠實現超光速飛行,但是目前人類並沒有在宇宙中找到蟲洞,有很多科學家認爲黑洞可能就是蟲洞的入口,因爲黑洞能夠不斷的吞噬物質,這些被吞噬的物質最終去了哪裏?有科學家猜測,在黑洞的另一邊可能還存在著一個神秘的天體白洞,黑洞和白洞連接在一起就形成了蟲洞,蟲洞就能夠穿越時空,不過目前科學家還不知道黑洞的內部結構是什麽,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開黑洞和蟲洞的奧秘。

除了蟲洞之外,量子糾纏技術也能夠實現信息的超光速傳遞,關于量子糾纏的探索起源于1935年愛因斯坦和兩位科學家發表的一篇著名的關于探討量子力學完備性的論文,後來被人們稱爲EPR佯謬。愛因斯坦曾有一句名言:上帝不擲骰子。他認爲這種行爲違背定域實在論,並嘲諷它爲鬼魅般的超距作用。1964年英國物理學家貝爾提出了貝爾定理和貝爾不等式,使EPR佯謬成爲了一個可以通過實驗來驗證的問題。通過後續科學家的不斷研究,量子糾纏現象最終被證實存在。而對此作出貢獻的三位科學家也獲得了2022年諾貝爾物理學獎。量子糾纏指的是,兩個配對好的粒子,無論他們之間的距離相隔多遠,只要我們影響其中一個粒子,那麽另一個粒子也會受到影響。而這個影響的速度是瞬間完成的。

量子糾纏有點類似我們的心靈感應,比如說有一對雙胞胎,其中一個孩子受傷了,那麽另一個孩子在遙遠的地方也能夠感應到,很多科學家認爲,心靈感應就是量子糾纏的一種現象,量子糾纏之所以能夠無視距離,就是因爲它們之間存在疊加態,疊加態原理是量子力學中一個基本的原理。它說明了波函數的性質,如果ψ1是體系的一個本征態,對應的本征值爲A1,ψ2也是體系的一個本征態,對應的本征值爲A2,根據薛定谔方程的線性關系,ψ=C1ψ1+C2ψ2也是體系一個可能的存在狀態。簡單來說就是微觀粒子能夠同時存在于多個地方,如果說我們真的能夠實現量子糾纏技術,並且將它用運到生活中,那麽我們的信息傳遞就能夠實現超光速。

這樣我們也能夠探索宇宙中的奧秘,小編認爲,人類想要解開宇宙的奧秘,人類必須想辦法突破一個光速的限制,如果我們無法突破光速的限制,那麽人類最終也會被鎖死在太陽系中,不過人類作爲地球上最有智慧的生命,人類的科技在不斷的進步和發展,只要人類能夠堅持不懈的努力下去,未來隨著人類科技的進步,說不定人類真的能夠實現自己的夢想,對此,大家有什麽想說的嗎?

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