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仙女座远在254万光年外,为啥驾驶光速飞船,仅需3个月就能到达?

科学探索宇宙观察2023-06-10

太阳所处的银河系,在宇宙中同等量级的邻居是254万光年外的仙女座星系,那么人类有可能到达仙女座星系吗?

以目前的技术水平来看是绝无可能的,因为现有的火箭和探测器的飞行速度一直徘徊在光速的万分之一到千分之一水平,迄今为止速度最快的探测器帕克号也不过192.2公里/秒,并且这还是借助行星引力弹弓效应才达到的速度。

人类探测器真正的巡航速度代表,是1977年发射的旅行者一号和二号,它们的固定速度是17公里/秒,勉强超过了太阳系16.7千米/秒的逃逸速度,但想要以这个速度飞出太阳系的话,需要至少3万年才行。

一言蔽之,在目前化学动力火箭为主流,可控核聚变技术又迟迟无法取得突破的情况下,人类是绝无可能跨越254万光年的距离到达仙女座星系的,

但假如我们拥有了一艘无限接近光速的飞船,上面有完整的生态循环系统和足够的燃料,在宇航员的有生之年能够看见仙女座吗?

看到这里你也许会觉得依然不可能,因为254万光年的距离意味着以光速飞行也得254万年才行,就算生态循环和燃料能维持这么长时间,宇航员本身也不可能活254万年,但事实并非如此。

因为根据狭义相对论中的时间膨胀效应,处于近光速飞行状态下的宇航员自身的时间是会变慢的,在地球上的我们看来的254万年的漫漫航程,在飞船内的宇航员的感觉里,其实只过了24年甚至更短。

当我们在测量一个在运动的棍子长度时,必须要同时测量棍子两端的坐标,坐标的差值才是棍子的长度,但它的长度在不同的惯性系中也不一样,也就是说长度取决于它相对于参考系的速度,在相对运动的方向上,棍子的长度会按照洛伦兹变换公式的比例缩短。