乘坐1秒鐘飛1光年的曲速飛船，多久能飛到宇宙的邊界？

2022/05/21

宇宙很大，人類在宇宙中的活動范圍卻很小，迄今為止，人類最多也就是在月球上溜達了一圈，而在人類發射眾多的無人探測器之中，飛得最遠的「旅行者1號」也只飛出了大約230億公里，以它當前的速度，就算不考慮太陽引力的減速作用，也需要大約1.9萬年才能飛出被認為是太陽系真正邊界的「奧特星云」。

盡管如此，我們還是樂觀地認為，隨著科技的持續進步，終有一天人類可以乘坐超光速飛船在星辰大海中暢游。在過去的日子里，人們提出了多種有關超光速飛行的設想，其中最有名的應該就是「曲速飛船」了。

根據設想，曲速飛船能夠通過改變周圍空間的幾何結構來獲得超光速飛行的能力，這種飛船最初出現在一些科幻作品中，在1994年的時候，墨西哥物理學家阿庫別瑞（Miguel Alcubierre）為其提供了理論基礎。

阿庫別瑞根據廣義相對論提出了一種被稱為「阿庫別瑞度規」的時空數學模型，該模型允許飛船被包裹在一個擁有平直空間的「曲速泡」中，然后用一種波動方式來使「曲速泡」

前方的空間發生「收縮」，后方的空間發生「擴張」，從而讓空間帶著「曲速泡」前進。

阿庫別瑞認為，在「曲速泡」前進的過程中，包裹在其中的飛船也會與之同步前進，由于飛船相對于「曲速泡」內的空間始終處于靜止狀態，所以就不會受到狹義相對論的限制，在這種情況下，飛船就可以突破光速。

從理論上來講，只要空間扭曲的程度足夠高，曲速飛船的速度是可以遠遠地超過光速的，所以就有人提出了一個腦洞大開的問題：乘坐1秒鐘飛1光年的曲速飛船，多久能飛到宇宙的邊界呢？

1秒鐘飛1光年，這大概是真空光速的3156萬倍，假如乘坐這樣的曲速飛船，我們只需要1秒的時間就可以飛出太陽系（以「奧特星云」為界），4.22秒就可以飛到比鄰星，即使是仙女座星系，也只需要大約29天就能夠抵達。

然而對于半徑高達465億光年的可觀測宇宙來講，1秒鐘飛1光年還是顯得很慢，簡單計算一下就可以得出，曲速飛船以這樣的速度飛行，需要465億秒，也就是大約1473.5年（儒略年）的時間才能飛到可觀測宇宙的邊界，很明顯，這是人類無法接受的。