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火箭是航天飞行常用的运载工具，受结构负荷限制，运载火箭的初始加速度通常在5g以下。如果有无限的燃料，理论上航天器可以一直加速，那么在这个过程中我们会有哪些奇妙经历呢？
假设加速度为9.81米/平方秒，和地球表面的重力加速度相同。随着飞船不断加速，它的速度最终将无限接近光速，狭义相对论的时间膨胀效应也会特别明显。从地球观测者的角度看去，飞船周围的时间迅速减慢，空间急剧缩小。
如果我们的目的地是距离太阳1光年的奥尔特云，飞船在旅程中途就需要掉转发动机喷口朝向并减速，那么到达奥尔特云边缘将花费大约1年的时间。
半人马座是距离太阳最近的恒星系统，由三颗恒星组成，和地球相距4.2到4.4光年之间，持续加速的飞船到达那里只需4年多一点的时间。
猎户座星云远在1000光年之外，这一距离看似遥远，但随着飞船越来越接近光速，我们眼中的星系逐渐扭曲，和目标之间的距离也不断压缩。虽然飞船上的乘客感觉时间还在正常流逝，但地球上的观测者如果能看到飞船内部，就会发现所有人的动作变得极为缓慢——喝一口水，说一句话都要好几天的时间。当我们到达猎户座星云时，飞船日历显示，时间才过了15年！
我们的下一个目标是银河系中心的明亮凸起，那里有数十亿颗恒星在围绕超大质量黑洞旋转，或许我们可以亲眼目睹黑洞吞噬恒星的壮观景象。由于银心距离太阳25,000光年，你或许认为有生之年都无法赶到那里，但别担心，持续加速的飞船只需20年就能到达！
仙女座星系是本星系群最大的一个，直径几乎是银河系的两倍，和我们的距离有250万光年。如果飞船以1g加速度航行，算上中途的减速时间，到达仙女座星系也只需30年！
你可能会问，按照这个加速度飞下去，最终能到哪呢？如果把可观测宇宙看成一个半径460亿光年的球体（下图黄色），我们以9.81米/平方秒的加速度航行22.5年，再减速22.5年，能够到达的最远距离是——145亿光年！也就是说下图洋红色圆圈中的每一个星系都可以在45年内抵达！
需要指出的是，即使以接近光速飞行，你也永远无法达到宇宙边缘，由于宇宙正在加速膨胀，超出这个范围之外的星系，远离我们的速度已经超过光速。
亚光速航行是一场名副其实的单程旅行，一旦踏上这艘飞船，你就注定将和地球亲人永别。即使你出发几十年后改变主意并中途返回，地球也已经发生沧海桑田的变迁——数十亿年一晃而过，太阳或许都变成了红巨星！
宇宙V往事-专注科学科普
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雷达卡
发表于 2019-5-7 04:41:57
