【菜科解读】

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。

根据爱因斯坦狭义相对论

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。

时间也是同样的道理，一个相对于参考系匀速运动的钟，比另一个静止的钟走得要慢一些，变慢的比例同样由洛伦兹变换公式确定，假如棍子运动的速度如果接近了光速，那么它的长度会无限趋近于0，时钟以接近光速运动时，也会变得像静止了一样。

以上这两个例子便是狭义相对论中的尺缩效应与钟慢效应，以这两个效应为依靠，驾驶无限接近光速的飞船前往254万光年外的仙女座星系就变得可行了。

因为根据时间膨胀效应的公式计算，当飞船达到光速的99%时，时间膨胀将达到7倍，如果达到了光速99.99999%，那么时间将膨胀707万倍，也就是说飞船上过去一年，地球上就会过去707万年。

在如此恐怖的时间膨胀效应下，不考虑加速和减速过程中消耗的时间，飞船内的宇航员其实只需要花3个月就能抵达254万光年外的仙女座星系。

而如果考虑到出发时的加速和到达时的减速，飞船的航行时间就要加24年，因为飞船不可能瞬间达到光速，更不可能瞬间从光速脱离，因此飞船以光速的77%驶离地球，并保持着1G的加速度的话，需要12年时间才能加速到光速的99.99999%，以这个速度飞行3个月后再用12年时间减速。

虽然宇航员感觉只过去了24年零3个月，但对于地球上的人来说其实已经过去了254万年，这便是爱因斯坦狭义相对论的奇妙之处。

在理想状态下

假如我们真的达到了光速，此时飞船内的时间就会处于静止状态，飞船内的1秒可能就是地球的100年甚至100万年，此刻时间对于你来说并没有流逝，你的瞬间就度过了地球100年或者100万年，相当于变相穿越到了未来。

在可以预见的未来，远距离的星际探索带来的时间膨胀效应必将困扰人类科学家，因为如果宇航员以接近光速探索宇宙，回到的却是几百万年后的地球的话，这样的探索对人类文明来说又有什么意义呢？

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。