我們被困在太陽(yáng)系了嗎？科學(xué)家：不打破光速限制，注定成銀河土著

《三體》中有一個(gè)慢霧和黑域的情節(jié)，大意說(shuō)的是曲率發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)留下一條光速被改變的尾跡，在黑暗森林的大背景下，慢霧成了檢測(cè)一個(gè)文明是否達(dá)到了威脅其他種族的標(biāo)記，但同時(shí)它也是一個(gè)宣告，將太陽(yáng)系以慢霧圍困，人類從太陽(yáng)系內(nèi)前往外部時(shí)無(wú)法跨越這個(gè)屏障，成了自我封閉不威脅其他文明最佳宣告！

太陽(yáng)系真的是一個(gè)光速牢籠嗎？一直以來(lái)人類都認(rèn)為速度是可以疊加的，比如我在飛馳的高鐵車廂上，向前方開(kāi)了一槍，那么很顯然子彈擁有的速度就是列車速度+子彈速度，伽利略速度變換可以告訴我們這個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算方法！但隨著科學(xué)的發(fā)展，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論橫空出世，速度不再是簡(jiǎn)單的疊加，而是必須通過(guò)洛侖茲變換來(lái)計(jì)算！

但這個(gè)變換有一個(gè)特點(diǎn)，就是低速時(shí)幾乎就是非常簡(jiǎn)單的疊加，但速度逐漸增加，就會(huì)發(fā)現(xiàn)再快的速度在通過(guò)洛侖茲變換計(jì)算時(shí)，它的速度無(wú)法超過(guò)光速，當(dāng)然只有光速相對(duì)的速度才是光速，同時(shí)會(huì)因?yàn)槁鍋銎澴儞Q而推導(dǎo)出質(zhì)增效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)，還有據(jù)此演繹出的質(zhì)能方程，幾乎就主導(dǎo)了二十世紀(jì)后期核能利用和全球定位系統(tǒng)，科學(xué)家不止一次驗(yàn)證了這個(gè)方程的正確性，而到了現(xiàn)在，定位系統(tǒng)和高能加速器中時(shí)時(shí)刻刻都在驗(yàn)證狹義相對(duì)論的正確性！

光速屏障

光速在19世紀(jì)中葉傅科測(cè)量后，基本就沒(méi)有大的變化，最多也就是更精確或者對(duì)米的定義后會(huì)有些許差別，但大致上我們都以30萬(wàn)千米/秒來(lái)形容其實(shí)都不算錯(cuò)，這個(gè)速度太高，以至于我們僅僅只能用理論上來(lái)計(jì)算，實(shí)際中卻無(wú)法遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到！

但有兩種情況是可以輕易達(dá)到的，一個(gè)就是遙遠(yuǎn)宇宙到達(dá)地球的光線，另一個(gè)就是加速器中的粒子，當(dāng)然上文的以電磁波定位的的系統(tǒng)也必須考慮，但與我們光速屏障有關(guān)的卻是普通的不同再普通的光線，隨便一個(gè)物理老師就可以告訴你，我們看到的太陽(yáng)光是8分鐘以前的，看到的天狼星8年以前的，看到的獵戶座參宿四是600多年前的，而我們看到的最久前的宇宙居然是130多億年前的！

很意外嗎？一點(diǎn)都不，因?yàn)楸居钪婢褪沁@個(gè)玩法，光速就是信息傳遞的上限，我們不可能在光子到達(dá)前獲知到事件是否有發(fā)生，所以我們還傻傻的正在地球上等待參宿四是否有超新星爆發(fā)，也許它可能早就在幾百年前就已經(jīng)灰飛煙滅，但光速的原因使得我們一無(wú)所知，甚至它爆發(fā)時(shí)可能有一束致命的伽馬射線正朝著地球飛奔，但在抵達(dá)地球前我們將毫無(wú)準(zhǔn)備。

太陽(yáng)系是光速牢籠？

也許有很多人會(huì)提出反對(duì)意見(jiàn)，為什么就知道整個(gè)宇宙光速都是30萬(wàn)千米/秒？其實(shí)并不是，在水中還更慢，但這是流氓答案，我們說(shuō)的真空中的光速！那又怎么知道宇宙中處處光速都一樣呢？首先我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)真空中光速會(huì)變化的現(xiàn)象，其次則是根據(jù)光行差我們可以看到不同距離上恒星光線變化，還有則是通過(guò)觀測(cè)遙遠(yuǎn)宇宙到達(dá)地球的光線，要不然根據(jù)宇宙膨脹，不同位置的光線到達(dá)地球時(shí)紅移幅度是不一樣！

因此我們甚至可以得出一個(gè)結(jié)論，我們的宇宙光速上限就是30萬(wàn)千米/秒，也許別的宇宙能達(dá)到更快，但這就是本宇宙的規(guī)則，那么一個(gè)不寒而栗的答案就會(huì)浮上臺(tái)面，整個(gè)宇宙就是一個(gè)光速牢籠？

怎么樣來(lái)突破光速牢籠？《三體》中的曲率飛行并沒(méi)有突破光速牢籠，同樣它的速度是無(wú)限接近光速，而且會(huì)在航跡上產(chǎn)生所謂的慢霧，而《三體》中的超級(jí)文明則能將曲率航速直接達(dá)到光速，留下的航跡就是死線，它擴(kuò)散后會(huì)讓光速下降到幾十千米/秒，當(dāng)然即使航速是光速也沒(méi)有任何用處，因?yàn)樗麄儽M管不需要任何時(shí)間即可遨游完宇宙，但卻會(huì)超過(guò)他們所在的文明的等待極限，比如一艘光速曲率飛船到達(dá)仙女星系，飛船上的人并沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何時(shí)間，但地球上卻實(shí)實(shí)在在的過(guò)去了250多萬(wàn)年！

但《星際迷航》中的曲速引擎可以滿足跨越光速牢籠的需求，兩者本質(zhì)上都是通過(guò)扭曲空間推動(dòng)飛船前進(jìn)，但差別是曲速引擎會(huì)在飛船周圍產(chǎn)生一個(gè)封閉空間，避免飛船和周圍時(shí)空產(chǎn)生位移出現(xiàn)相對(duì)論效應(yīng)。

不過(guò)很可惜無(wú)論是哪種技術(shù)都還停留在科幻小說(shuō)和電影中，到現(xiàn)在為止我們還沒(méi)有任何一種方式能突破光速限制，在當(dāng)前狀態(tài)下，我們需要幾萬(wàn)年才能爬出太陽(yáng)系，再經(jīng)過(guò)幾萬(wàn)年爬到另一個(gè)“太陽(yáng)系”，而現(xiàn)實(shí)告訴我們，作為人類我們無(wú)法在宇宙中長(zhǎng)途跋涉數(shù)萬(wàn)年而沒(méi)有影響，這不像當(dāng)年智人走出非洲，那個(gè)步行即可到達(dá)，一路都有補(bǔ)給，而現(xiàn)代文明的星辰大海，門檻已經(jīng)高到我們無(wú)法企及！

而更遙遠(yuǎn)的宇宙，即使突破光速我們也無(wú)法到達(dá)，可能要跨越時(shí)空的牢籠才可以！要么我們就選擇老死在太陽(yáng)系，期待有一天被超級(jí)文明發(fā)現(xiàn)我們這個(gè)銀河系唯一的土著！