在1977年,NASA相繼發(fā)射了旅行者一號和旅行者二號星際探測器,它們的任務是飛離太陽系,探索四個外行星,并攜帶著包含人類信息的金屬唱片,希望有一天能被外星人攔截并與人類取得聯(lián)系。
如今,已經(jīng)過去了45年,旅行者一號成為了迄今為止飛行最遠的人類探測器。它已經(jīng)飛離地球達到了234億公里,并且在未來很長一段時間內(nèi)都將保持這一紀錄。
事實上,旅行者一號尚未飛出太陽系。根據(jù)其近幾十年的平均速度,要想飛出太陽系,大約還需要17600年的時間。這個時間跨度對于人類來說太過漫長,當旅行者一號最終到達星際空間時,人類文明是否還存在都是一個未知數(shù)。
即便旅行者一號成功飛出太陽系,銀河系中還有上千萬個類似的恒星系等待探索。太陽系最近的鄰居半人馬座星系距離我們4.2光年,而旅行者一號要到達那里則需要18萬年的時間。
這一切都源于宇宙的巨大以及人類的速度過慢。銀河系直徑達到了10萬光年,而由銀河系和仙女座星系組成的本星系群覆蓋了直徑達1000萬光年的區(qū)域。而本星系群又位于室女座超星系團內(nèi),其直徑高達1.1億光年。這樣廣闊的范圍即使人類飛行速度達到光速,要想飛出銀河系仍然是一項極其艱巨的任務。
根據(jù)愛因斯坦的相對論,宇宙中的速度有其限制。物體的速度永遠無法達到光速,只能無限接近光速。然而,無法達到光速并不意味著無法實現(xiàn)深空遠航。如果我們無法突破速度極限,我們可以縮短兩地之間的距離。舉例來說,中國和美國之間的直線距離為14000公里,目前最快的民航飛機需要13.5個小時才能飛行完成。但如果將中美之間的距離縮短到14公里,那么只需要幾分鐘就可以到達。
這種方法聽起來可能有些離奇,但在宇宙中是有可能實現(xiàn)的。愛因斯坦的廣義相對論認為,宇宙的時空是彎曲的,而不是平坦的。曲率越大的地方,時空的彎曲程度也越大。
可以將宇宙想象成一張薄膜,這張薄膜上充滿了彎曲的區(qū)域,而這些彎曲就代表了時空的曲率。如果我們能夠改變航行路線的曲率,使得飛船前方的時空收縮,而飛船后方的時空膨脹,那么飛船就會被向前拉動。