Question

发明一秒一光年的飞行器，能发现宇宙边缘吗？

Answer 1

一秒钟就可以走完一光年的飞行器，科学家做梦都想发明出来。尽管具有质量的物质做超光速运动是违背相对论基础原理的。在相对论的描述之中，任何信息的传递速度都不能超越光速，包括质量和能量这些信息。但是我们不用去管相对论了，就做幻想一番如何？

光的传播速度是真空中1秒钟接近30万公里。一光年是光在宇宙真空内通过了94607亿千米。如果飞行器的速度是一秒一光年，则它的移动速度比光速快了3150万倍。太阳系的直径不过1光年左右，这样飞行器一秒钟不到就可以冲到太阳系外面去了。而依据科学家的推测，以目前人类的 科技 发展速度，至少要1万年之后才能真正的让宇航员离开太阳系。这飞行器直接超越了1万年以后的人类 科技 了。银河系的直径是10万光年，这个超光速飞行器飞到银河系的边缘，也只需要区区的6小时42分钟。所以说， 探索 银河系只不过是小儿科。目前可观测的宇宙半径是460亿光年。这个距离，超光速飞行器要到达的话，大约需要不间断的飞行1459年，横穿可观测宇宙则需要3076年。不过，宇宙空间的真实半径肯定不会只是460亿光年，飞行器还将继续向前挺进。

当然，飞行器是绝对不可能达到超光速的（曲率飞船仅仅是思想实验，其理论并没有被证实有效），一秒一光年更加不可能，属于早期的科幻题材。

但是，如果真的发明出速度一秒一光年的飞船，能不能到达宇宙的边缘呢？在解答之前，我们必须明确一个概念，宇宙到底有没有边缘？

对于宇宙的大小，目前有几种理论推测，第一种是宇宙空间无限大，第二种是宇宙空间不是无限大，但是非常大，而且有边缘，第三种是宇宙空间有限无比。第一，第二种理论，目前属于哲学。哲学允许提出任何的假设（哪怕没有科学依据），不限制任何想象力。

第一种，宇宙无限大。如果宇宙是无限大的，那么在概率上就会出现一些不可思议的东西。比如，在宇宙遥远的某个角落，恰好存在与地球一模一样的行星，而且这颗行星上有一个一模一样的你（和平行宇宙无关。量子力学的研究已经否定了平行宇宙的可能性。）。虽然这个可能性看起来很荒诞，但是概率只要大于0，那么在无限大的宇宙之中就总会发生。那么，宇宙是不是无限大呢？至少目前主流科学界不太相信宇宙是无限大，哲学界相信的人也不太多。

第二种，宇宙空间是非常大，但不是无限大，而且有边缘。我们可观测宇宙的直径是930亿光年，而依据膨胀系数和宇宙年龄修正计算出来的数值，宇宙的直径很可能比930亿光年大上一倍有余，那么肯定是“非常大”了。如果是这样，飞船有可能接触到“边缘”。边缘又是什么呢？是虚能量的能量结构，还是时空拓扑？

第三种，宇宙空间有限无边。这是目前主流的科学理论，当然也有一部分哲学成分在里面，我们还不能完全证明它。如果宇宙是有限无比，那么宇宙的拓扑几何机构就是封闭的。如果飞船速度够快，一直这样飞，就一定会飞回原本出发的原点。如果人类真的可以制造这样的飞船，一定会去做环宇宙飞行，来验证一下假设。

值得一提的是，科学家证明宇宙一直被暗能量所控制，所以宇宙空间在不断地膨胀。“宇宙边缘”也是虚幻的概念，理论上认为“宇宙边缘”不是“墙”，是没有质量的，由此暗能量可以一直加速宇宙的膨胀。空间不是传统意义上的物质，空间结构内部没有传递力的玻色子，所以允许空间超光速膨胀。科学观测也证明了宇宙空间的膨胀速度确实是可以超越光速的。

此外，还有一种比较小的可能性，就是飞行器一旦突破了光速的限制，会不会概率上在“时间”上掉落。

比如，飞船会不会被某种物理机制所影响，在一定概率上“溅落”到另外的时空？甚至飞船会掉落到宇宙刚刚诞生不久的时空？相对论是否认这种看法的，但是会不会有其他的量子理论允许这种可能性发生？

真相在哪里？

作者：怀疑 探索 者