【菜科解读】

自诞生以来，人类就一直渴望浩瀚的太空，想看看外面的世界。

而最近几十年随着科学家不断加大对外太空的探索，人们对地球之外的世界就更加渴望了。

但是，宇宙实在太大了，相比之下，人类和地球太渺小了。

宇宙到底有多大？

可观测宇宙直径达到了930亿光年，也就是说即使以光速飞行，也需要930亿年才能到达可观测宇宙的边缘，还不考虑宇宙一直在不断地膨胀。

别说是宇宙了，即便是想飞出太阳系对于目前的人类来讲也是不现实的，太阳系半径大约1光年，光速飞行也需要一年时间。

旅行者一号是目前飞离地球最远的探测器，40多年时间飞行了大约220亿公里，要想飞出太阳系，还需要至少一万年时间。

如此看来，考虑到人类短暂的寿命，未来人类想要进行真正的星际旅行，光速甚至超光速飞行是必需的。

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，光速是宇宙的速度极限，是不是就意味着我们真的就被光速“困死”了呢？

非也。

狭义相对论中的光速极限，只是说“任何携带信息和能量的物体都无法达到或超越光速”，并没有绝对禁止超光速。

而爱因斯坦的广义相对论又给了我们“超光速”飞行的希望。

广义相对论强调，我们所在的四维时空并不是一成不变的，而是可以弯曲，压缩甚至撕裂。

利用时空的这种特性，就可以做到“超光速”飞行，甚至是远超光速。

比如说曲速引擎技术，虽然这种技术更多地还停留在猜测层面，但并没有违反大自然法则。

何为曲速引擎？

简单讲，就是在时空中制造一个“时空泡”，飞船在时空泡中相对静止，时空泡以超光速运动，带动飞船一起向前。

这就像驾驭帆船乘风破浪一样，帆船本身并没有运动，只是波浪带动帆船在运动一样。

时空的超光速运动并没有违反爱因斯坦的狭义相对论，因为时空运动本身并没有传递任何信息，就像我们的宇宙一直在超光速膨胀，这种超光速并未传递信息，不违反大自然法则。

时空泡到底是如何超光速飞行的？通过操控飞船周围时空，让前面的时空压缩，后面的时空伸展膨胀，这样就能带动时空泡超光速向前飞行。

曲速引擎有不同的等级，每个等级需要的能量都会呈指数级增长。

9.9999级曲速引擎，甚至可以达到光速的近20万倍。

如果能够达到这个速度，漫游整个宇宙都不是问题。

最大的问题还是能量，操控时空需要海量的能量，同时还需要负能量的参与（当然不是我们平时所说的负能量，而是能量的对立面）。

这也是为什么有科学家认为曲速引擎并不现实，因为人类很难获取如此大的能量，即使有能量来源，想要安全操控能量也并非易事。

不过只要是不违反大自然法则，剩下的就只是技术和时间上的问题了。

除了曲速引擎，还有更让人期待的星际旅行方式，比如说“虫洞”，也就是空间跳跃，直接从时空的中的某个点瞬间穿越到另一个点。

在虫洞面前，曲速引擎就显得小儿科了。

无论是虫洞，还是曲速引擎，都是建立在爱因斯坦广义相对论基础上提出来的概念。

爱因斯坦根据广义相对论曾提出很多预言，比如黑洞，引力波，最终都被科学家一一证实。

或许不远的将来，曲速引擎和虫洞同样会被实现，那将意味着人类真正开启星际旅行，成为真正的宇宙高级文明。

吞噬一切的宇宙深渊，黑洞引力藏着光速禁区

它拥有世间顶尖的引力束缚力，独特的视界边界划分出截然不同的时空领域，只要踏入视界范围之内，就连每秒三十万公里的光速，都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻，聊聊黑洞引力的奇特特性，讲讲视界的划分意义，理清为何光速都无法从黑洞内部脱身，一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱，一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力，只能束缚周边卫星与星际物质，物体只要达到对应速度，就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化，巨型恒星燃料耗尽后，再也无法支撑自身庞大躯体，核心在自身重压下急剧向内坍缩，体积被无限压缩，密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构，催生出碾压所有常规天体的超强引力，这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始，它就注定成为宇宙里特殊的存在，和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界，这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳，肉眼无法直接看见，却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间，依旧遵循常规物理规则，光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭，天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线，彻底进入视界内部，一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在，再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力，有一个关键参照标准就是逃逸速度，也就是物体摆脱天体引力束缚，飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度，火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空，太阳系里的各大行星、恒星，都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限，视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度，连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼，其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后，无法向外反射、传播，我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮，这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质，不管是庞大的恒星残骸，还是细碎的气体尘埃，都会被强大引力不断拉扯撕扯，最终向着黑洞中心奇点不断坠落，彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切，也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折，光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒，在奔赴地球的途中靠近黑洞区域，都会被引力改变行进路线，这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹，一步步推算黑洞位置，测算它的质量与引力强度。

时至今日，人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查，视界内部的时空结构、物质形态，还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性，让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域，里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力，划定出超越光速束缚的视界禁区，成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质，不断吸引着人类探索研究，随着天文观测技术持续进步，未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。

人类进入宇宙空间是趋势，未来可以超光速飞行？

怀特表示，一旦曲速宇宙飞船真正面世，只需两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二，南门二距离太阳约4.37光年远。

　　如此看来，因为生物学上与生俱来的脆弱性，我们是否会被永远地困在亚光速水平上?这个问题的答案将不仅关乎能否创造新的飞行速度纪录，也关乎人类这一物种能否进行星际旅行。

　　身体将成为短板　引力的方向都是垂直的，从头指向脚或相反，对于飞行员和乘客来说，这绝对是一个坏消息。

当引力为负值时，血液从人的脚部聚集到头部，导致头部出现肿胀的感觉(我们倒立时也会出现这种情况)，此时，人满脸通红，眼球充血。

反过来，当加速为正值时，血液从头部蜂拥到脚部，在极端情况下，人的眼睛和大脑会缺氧，从而出现视力模糊等症状，严重时可能会导致完全失明，这种情况在专业上被称为"加速度引起的意识丧失(GLOC)"。

　　一般人大约能承受从头到脚方向5倍重力加速度带来的影响，超出这一限度就会陷入昏迷。

而受过专业训练并穿着专业飞行抗压服的飞行员，则能在9倍重力加速度的影响下仍然意识清楚地操控飞行器。

总部设在弗吉尼亚州的美国航空航天医学协会的执行主管杰夫·斯文特克表示："短时间而言，人体能承受远超9倍重力加速度的影响，但如果持续时间过长，就很少有人能承受得了。

"　　所以，在未来提升宇宙飞行速度的同时，我们更多的是需要对宇航员的保护。

因为他们所承受到底耐力极限或将成为未来宇宙飞行速度的最终短板。