如果有人問你:宇宙中最快的速度是多少?相信很多人都會回答是光速。沒錯,在人類現(xiàn)有科技體系里,光速是最快的速度,而且這個速度目前只限于沒有質量的物質,如果是有質量的物質,其速度只能無限接近光速而無法到達。
雖然光速在我們的認知里是一種無法想象的速度,但是在浩瀚的宇宙尺度面前,光速其實跟龜速也差不多??墒怯幸恍┣闆r卻讓很多不理解,比如每天太陽從東方升起的時候,我們瞬間就能夠接收到太陽光,要知道以太陽到地球的距離,光子也需要8秒的時候才到到達。
當夜晚降臨之后,我們也可以瞬間看到月光,而太空中的月光從月球出發(fā)到地球也需要1.3秒。還有夜晚浩瀚的星空那些閃閃發(fā)亮的星星,它們大部分都是距離地球非常遙遠的恒星。比如全天最亮的恒星-天狼星,它距離地球約8.6光年,光子到達地球需要8.6年。
其它的數(shù)千顆可見恒星,它們距離地球都在千光年左右。而人類肉眼能夠觀測到的最遠恒星是8200光年外的仙后座ρ星,它的體積是太陽的450倍。當然,這不是人類肉眼能夠看到的最遠距離,如果你是在南半球,可以看到距地球約20光年左右的大小麥哲倫星云,以及肉眼可見的最遙遠星系-250萬光年外的仙女座星系。
甚至在某些時候,我們還能夠看到恒星死亡爆發(fā)的場景,比如代號GRB 080319B的伽馬射線源距離地球75億光年,是人類肉眼可見的最遙遠恒星爆發(fā)。人類肉眼能夠觀測得如此遙遠,于是有人產(chǎn)生了這樣一個問題:為什么人的肉眼能夠看到數(shù)百萬光年外的天體?難道眼速超越了光速?
其實很多人知道,眼速不可能越越光速,而事實上眼速差不多也是光速,如果再算上光線照射視網(wǎng)膜細胞,形成化學反應和電脈沖,再通過神經(jīng)傳到大腦進行分析,產(chǎn)生意識的過程,人眼看東西的速度比光速要慢。那為什么我們的肉眼卻可以看到遙遠星空的天體呢?
事實上,這種情況并不是人眼主動看到的,而是一種被動的接受行為。人眼之所以能夠看到東西,那是因為物體發(fā)出的光或反射的光子進入了我們的眼睛,然后大腦接收到了這部分光子信息,所以才看到了相關物體。同樣的道理,宇宙中的天體想要讓我們看到,首先就需要從天體發(fā)出或反射的光子進入人類的肉眼才行。
我們能夠看到距地球數(shù)千光年,數(shù)百萬光年外的恒星,主要是恒星內(nèi)部核聚變反應釋放出的光子以光速經(jīng)過漫長的時間來到了地球,而當時你的眼睛正好處在光子經(jīng)過的區(qū)域,于是進入了你的視野,才看到了光子中包含的信息,看到了遙遠的恒星。
比如我們能夠瞬間看到太陽,是因為太陽光子從表面出發(fā)經(jīng)過8分鐘時間到達了地球,然后被我們的眼睛接收到。我們并不是瞬間就接收到了太陽光,而是經(jīng)過了8分鐘,因此,我們看到的數(shù)千光年,數(shù)百萬光年外的天體也不是它們現(xiàn)在的光子發(fā)出的信息,而是在數(shù)千年前,數(shù)百萬年前發(fā)生的光子信息。
因此,我們的肉眼接收到的信息永遠都是過去式,無法接收到即時的信息。我們生活在地球上,之所以覺得眼睛看到的信息就是即時發(fā)生的,那是因為眼速基本接近于光速,而地球內(nèi)的距離又相對較短,所以以眼睛光的速度接收那些光子信息非??欤圆鸥杏X不到這是過去發(fā)生的事情。
可是到了宇宙則不同,光速只是基本速度,太陽系外的恒星距離地球都比較遙遠,而那些恒星發(fā)生的光子經(jīng)過了幾年,幾千年或幾百萬年才到達了地球。我們的眼睛接收到這些光子信息,看到了遙遠過去的恒星情況,而現(xiàn)在的恒星情況如何,還需要漫長的時間才能知道。不僅是我們的眼睛看到的信息是過去式,天文望遠鏡觀測到的天體或宇宙現(xiàn)象,也都是遙遠過去的事情。
比如人類能夠觀測到的最遙遠GRB 080319B的伽馬射線,我們看到的只是75億年前的超新星爆炸,現(xiàn)在這里是什么情況,我們是不知道的。正常情況下,要了解現(xiàn)在的情況,需要75億年之后才知道。由此可見,在宇宙中想要了解即時發(fā)生的信息,基本是做不到的。
人類探索了解宇宙,正是通過這種過去式的信息來進行分析和研究。既然是過去的信息,那么必然會存在一些不完美的地方。而要真正了解宇宙,破解宇宙的終極奧秘,光依靠被動接受這些過去的信息是不行的。必須要以超快的速度走近觀測才可以。
比如,我們要了解恒星死亡超新星爆炸的情況,最好的方法就是靠近這顆恒星,才能夠觀測到即時的情況,這樣得到的數(shù)據(jù)信息才更可靠真實。如果是爆炸產(chǎn)生的光子經(jīng)過了數(shù)百萬年或數(shù)十億年才到過地球被我們接收到,那么這些光子信息在漫長的旅程中會不斷丟失,最后我們得到的也不過是一些殘缺的數(shù)據(jù)。
當然,靠近觀測自然是非常好的,可是這樣的事情對于現(xiàn)在的人類來說,還是一個遙不可及的夢想。要實現(xiàn)在宇宙中縱橫探索,需要飛船有極快的速度,這個速度越越了光速。遠不是我們現(xiàn)在可以理解的,可能有人會說了,光速不是宇宙的極限速度嗎?那還如何越超光速?
事實上,光速是宇宙中最快的速度只是人類在現(xiàn)有科技下得出的結果??墒窃谟钪嬷?,科學家也發(fā)現(xiàn)了一些超越光速現(xiàn)象,比如宇宙膨脹的速度。
超越光的速度有可能已經(jīng)牽扯到了時空的應用,而我們現(xiàn)在對時間和空間了解極其少。只有弄懂時空的奧秘,或許才可能真正實現(xiàn)時空穿梭。我們壽著這一天的到來。