在16世紀(jì)之前,人們認(rèn)為光傳播是不需要時(shí)間的。
21世紀(jì)的今天,借助高精度計(jì)時(shí)的原子鐘,科學(xué)家已經(jīng)知道了真空光速是299792458 m/s,也就是差不多每秒30萬(wàn)公里,但對(duì)于生活在地球上的我們來(lái)說(shuō),“意識(shí)到光速有限”是件很困難的事。
因?yàn)榈厍虺嗟乐荛L(zhǎng)才4萬(wàn)公里,而光子一秒就能繞地球七圈半,所產(chǎn)生的延遲遠(yuǎn)不是人類(lèi)能感覺(jué)到的,只有在天文學(xué)家眼里,光速才是能被感知和經(jīng)常使用到的存在,因?yàn)樗麄冄芯康膶?duì)象是整個(gè)宇宙。
在半徑465億光年的可觀(guān)測(cè)宇宙中,光速在某種意義上也代表著時(shí)間,因?yàn)樗俣扔邢薜墓庾有枰獣r(shí)間才能飛到地球,換言之也就是說(shuō),我們?cè)谟钪嬷锌吹降囊磺卸贾皇怯钪嬉郧暗臓顟B(tài),現(xiàn)場(chǎng)直播從來(lái)就不存在。

那么肉眼最遠(yuǎn)能看到多久之前呢?
1.5億公里外的太陽(yáng),發(fā)出的光需要飛行8分20秒左右才能到達(dá)地球被我們看見(jiàn),38萬(wàn)公里外的月球本身不會(huì)發(fā)光,它反射的太陽(yáng)光需要飛行1.3秒才能被我們看見(jiàn)。
也就是說(shuō)我們現(xiàn)在看到的太陽(yáng)是8分20秒之前的太陽(yáng),月亮是1.3秒前的月亮,如果它們都瞬間消失了,那么我們也需要同樣長(zhǎng)的時(shí)間才能知道。
在太陽(yáng)系里,天王星是能被看見(jiàn)的距離地球最遠(yuǎn)的行星,它反射的太陽(yáng)光需要飛行2小時(shí)40分鐘才能到達(dá)地球,也就是說(shuō)我們?nèi)魏螘r(shí)候看到的都是2小時(shí)40分鐘之前的天王星。
而在地球天區(qū)能被肉眼直接看到的7000多顆星星里,距離最遠(yuǎn)的是1.48萬(wàn)光年外的天鵝座HD188209恒星,比它更遙遠(yuǎn)的是254萬(wàn)光年外的仙女座星系,以及295萬(wàn)光年外的三角座星系,不過(guò)它們都屬于由千億顆恒星匯聚而成的星系,而不是單顆恒星,所以和前者沒(méi)什么可比性。
根據(jù)天文學(xué)界的研究,目前為止人類(lèi)肉眼看到過(guò)的最遠(yuǎn)的天體,位于75億光年之外,是一個(gè)編號(hào)為GRB 080319B的伽馬射線(xiàn)暴,在2008年3月19日那半分鐘里,它的視星等最高達(dá)到了5.8,已經(jīng)進(jìn)入到了能被肉眼直接看到的范圍。

這束來(lái)自75光年外,同時(shí)也是75億年前的光子,也許并沒(méi)被人親眼看見(jiàn)過(guò),但天文衛(wèi)星還是記錄下了它的光輝時(shí)刻,告訴了我們它曾經(jīng)來(lái)過(guò)。
在可以預(yù)言的未來(lái),類(lèi)似的深空伽馬射線(xiàn)暴一定還會(huì)發(fā)生,甚至考慮到宇宙的廣闊和光速的緩慢,沒(méi)準(zhǔn)兒現(xiàn)在就有幾十個(gè)伽馬射線(xiàn)暴的光子正在向地球飛來(lái),也許是幾百萬(wàn)年后,也許是下一秒,我們就能看到伽馬射線(xiàn)暴的光芒再次出現(xiàn)。
對(duì)天文學(xué)家和宇宙學(xué)家來(lái)說(shuō)
光速限制就是他們最“痛恨”的宇宙規(guī)律,因?yàn)樗苯幼屘煳膶W(xué)和宇宙學(xué)變成了“考古學(xué)”。
哈勃望遠(yuǎn)鏡最遠(yuǎn)拍攝到的134億光年外的GN-z11星系,已經(jīng)快逼近138.2億年宇宙大爆炸時(shí)刻了,但這個(gè)星系現(xiàn)在是什么樣子,人類(lèi)目前還一無(wú)所,也許永遠(yuǎn)都不可能知道了,畢竟人類(lèi)文明能不能再存在134億年都是個(gè)問(wèn)題。
在愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論中,允許人類(lèi)利用時(shí)空本身能被扭曲的特性建造愛(ài)因斯坦-羅森橋,也就是蟲(chóng)洞,這種連通宇宙中任意兩端的超級(jí)技術(shù),理論上能讓人類(lèi)在瞬間跨越千萬(wàn)光年的距離,很多科幻作品中的“宇宙高速公路”,就是用蟲(chóng)洞節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
除了蟲(chóng)洞外,同樣基于廣義相對(duì)論的曲率驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是能實(shí)現(xiàn)跨光年級(jí)別飛行的超級(jí)技術(shù),三體中的光速飛船用的就是空間曲率驅(qū)動(dòng)。
但對(duì)當(dāng)下連核聚變飛船都造不出來(lái)的人類(lèi)文明來(lái)說(shuō),愛(ài)因斯坦理論中允許的這些技術(shù)都太遙遠(yuǎn)了。

在短時(shí)間內(nèi)的未來(lái),人類(lèi)文明的宇航技術(shù)大概率還會(huì)處于化學(xué)燃料時(shí)代,用海量燃料推動(dòng)巨型火箭把幾個(gè)宇航員和幾十噸載荷送上太空,這樣的畫(huà)面仍會(huì)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)反復(fù)上演。
在此我們只能希望人類(lèi)文明能早日掌握可控核聚變技術(shù),早日沖出地球甚至沖出太陽(yáng)系,航向宇宙深處。