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天文学家发现:宇宙中98%的星系,已经永远不可能被看见了

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根据大爆炸理论,我们的宇宙诞生于约138亿年前。这意味着我们最远只能看到光在这138亿年间所能走过的距离。你可能会简单地认为这个半径就是138亿光年,但事实并非如此。因为在光奔向我们的同时,宇宙本身的空间也在持续不断地膨胀,这就像是在一个不断拉伸的橡胶带上跑步。经过计算,那些在宇宙极早期发出的光,它们的发光源现在已经退行到了距离我们大约465亿光年远的地方。因此,我们的可观测宇宙是一个直径约930亿光年的球体。这个数字究竟有多大呢?让我们通过一些对比来感受一下。光的速度达到每秒约30万公里,一光年约为9.46万亿公里。


人类飞得最远的无人探测器“旅行者一号”,在太空中飞行了四十多年,走过的距离还不到1光年。而在浩瀚的宇宙中,仅仅是我们所在的银河系,就包含有1000亿到4000亿颗恒星。可观测宇宙中约有2万亿个星系,恒星的数量比地球上的所有沙粒还要多出几万倍。如果将宇宙中的恒星比作地球上一粒沙子,那么诸如地球这样的行星,就只能是一粒漂浮在阳光中的微尘。对于超越了可观测的范围,整个宇宙的本体到底有没有边界?这取决于宇宙空间的几何形状,爱因斯坦的相对论告诉我们,空间是能够弯曲的,根据普朗克卫星对宇宙微波背景辐射的测量,我们 的宇宙在宏观尺度上非常接近完美的平坦,如果说宇宙是平坦的,就像是一张无限延伸的桌面。


那么宇宙不仅仅没有边界,而且在体积上也是无限大的,当前最前沿的宇宙学理论认为,在宇宙诞生后的极短瞬间,空间经历了一次不可思议的指数级膨胀。这暗示了整个宇宙的大小可能远远超出了我们的想象。我们所能观测到的这930亿光年的范围,或许只是整个宏大宇宙中微不足道的一小块斑点。即便是可观测宇宙,我们也只能够在太阳系内探索,根据2026年最新深空观测数据得出,宇宙中百分之98的星系,已经从我们的世界里面彻底失联了,这里需要注意的是,并不是我们还没有看到,而是我们永远都不可能再看见,看到这里,可能很多人会觉得因为距离太远,或者是光不够亮。


其实这并不是主要原因,而是宇宙膨胀的速度,在非常遥远的尺度上,已经超过了光速,在20世纪初,天文学家埃德温·哈勃在1929年提出的“哈勃定律”,它不仅揭示了星系远离我们的速度与距离之间的线性关系,更为现代宇宙学奠定了基石。哈勃定律的数学表达式为:v = H₀ × d。其中,v代表星系远离我们的退行速度,d是该星系与我们的距离,而H₀则是著名的“哈勃常数”,它反映了宇宙当前的膨胀速率。这个简洁而深刻的公式告诉我们:星系离我们越远,它远离我们的速度就越快。这就像一个正在膨胀的气球表面,上面的点彼此远离,距离越远的点,分离速度越快。宇宙的三维空间正以类似的方式扩张。


那么,宇宙为什么会膨胀?这要追溯到138亿年前的“大爆炸”。根据主流宇宙学模型,宇宙起源于一个极高温度、极高密度的奇点。在大爆炸之后,空间本身开始迅速扩张,物质和能量随之扩散。这种扩张并非物质在空间中移动,而是空间本身的拉伸。正如哈勃所观察到的,星系本身并未“飞”向远方,而是它们之间的空间在不断延展,导致彼此距离增大。关于宇宙膨胀的速度,科学家们长期致力于精确测定哈勃常数H₀的数值。目前的测量方法主要有两种:一种是通过观测遥远的Ia型超新星,结合造父变星等“标准烛光”来测定距离与红移;另一种则是通过分析宇宙微波背景辐射,即大爆炸留下的“余晖”,从早期宇宙的结构推演当前的膨胀速率。


然而,令人困惑的是,这两种方法得出的结果存在明显差异——“局部宇宙”测量得到的H₀约为73 km/s/Mpc,而基于CMB的预测值约为67 km/s/Mpc。这一“哈勃张力”已成为当前天体物理学的一大谜题,可能暗示着我们对暗能量、暗物质或引力理论的理解仍不完整。那么宇宙膨胀的速度有多快?以当前较公认的数值为例,哈勃常数约为70千米每秒每百万秒差距(km/s/Mpc)。这意味着,距离我们每增加326万光年(即1百万秒差距),星系远离我们的速度就增加70千米每秒。对于距离地球数十亿光年的星系,其退行速度甚至接近或超过光速。这并不违反相对论,因为相对论限制的是物体在空间中的运动速度,而宇宙膨胀是空间本身的扩张,不受此限。


由于宇宙的加速膨胀,我们现在能够看到的只有百分之2的宇宙,这也只是宇宙给我们留下的一个试看版,剩余百分之98的内容,早在我们还没有出现的时候,就已经被宇宙给“删除了”,在 2026 年的科研简报里,科学家通过对超新星红移的精确分析,再次确认这个边界正在快速向我们靠近。这意味着,不光那 98% 再也回不来,剩下的这 2% 也在一个个准备消失。每一秒钟,都有成千上万个恒星系统跨过那个不可逆的临界点。一旦跨过去,它们发出的所有信息、光子,甚至引力波,都再也影响不到我们的世界。人类如果想要看到剩余百分之98的宇宙空间,那么最好的办法就是大幅度的提升飞船的速度。


目前科学家想到的办法有曲速引擎技术,飞船曲速引擎技术的速度,在科幻设定中通常以“曲速等级”来衡量,其速度呈指数级飞跃。在经典的《星际迷航》等科幻设定中,曲速1级等同于光速,而当曲速等级攀升至9.9级时,速度已飙升至光速的3000多倍;若是达到9.99级,速度更是接近光速的万倍。至于理论上的终极形态曲速10级,则被定义为“无限快”,意味着飞船可以挣脱时空束缚,瞬间出现在宇宙中的任意位置。曲速引擎之所以能实现这种惊人的“表观超光速”,并非依靠传统动力让飞船在空间中硬闯,而是巧妙地利用了广义相对论中时空可弯曲的特性。它的核心原理是在飞船周围制造一个“曲速泡(时空泡)”:通过特殊技术剧烈压缩飞船前方的时空,同时拉伸后方的时空。


这就好比冲浪者站在海浪上,海浪(曲速泡)的快速移动推着飞船前行,而飞船在泡内的平坦时空中相对静止,从而规避了狭义相对论中“有质量物体无法达到光速”的物理铁律。尽管在科幻中曲速引擎能让人类畅游宇宙,但在现实物理中,它仍面临巨大的挑战。根据阿库别瑞等科学家的理论模型,要扭曲时空制造出稳定的曲速泡,需要消耗难以想象的巨大能量(早期理论甚至认为需要相当于整个太阳质量的能量),并且依赖目前仅存在于猜想中的“负质量”或“奇异物质”。虽然近年来科学家通过修正模型大幅降低了能量需求,但曲速引擎目前依然处于理论物理与科幻想象的交界地带,尚未成为现实。

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